Исследователи провели масштабное исследование унаследованных изменений в ДНК, известных как однонуклеотидные полиморфизмы (SNP), и выявили почти 400 вариантов, которые играют ключевую роль в развитии рака. Эти варианты влияют на несколько общих биологических путей, включая те, которые регулируют способность клетки восстанавливать повреждения ДНК, производить энергию и взаимодействовать с окружающей средой. Результаты исследования позволят разработать новые терапевтические подходы, направленные на предотвращение рака или остановку его роста, а также могут улучшить генетический скрининг для оценки риска развития онкозаболеваний у человека. Работа опубликована в журнале Nature Genetics.
Однонуклеотидные полиморфизмы (Single-nucleotide variants, SNP) — точечные замены нуклеотидов на участке ДНК, которые могут влиять на предрасположенность человека к различным заболеваниям. Наследственный рак связан с такими мутациями, которые передаются от родителей к детям и могут значительно ускорить развитие болезни. Например, гены BRCA1 и BRCA2, связанные с раком молочной железы и яичников, это SNP, которые увеличивают риск заболевания. В отличие от рака, который требует накопления множества мутаций на протяжении жизни, наследственный рак может развиваться быстрее, так как у человека уже есть «сломанный» ген, полученный от одного из родителей.
Чтобы понять, какие однонуклеотидные полиморфизмы повышают риск развития рака, ученые провели масштабное исследование. Они исследовали более 4 тысяч SNP, расположенных в регуляторных областях ДНК. Эти области контролируют, как и когда гены «включаются» и «выключаются». Эти последовательности ДНК были связаны с 13 различными видами рака, которые приходятся на 90% всех случаев онкологических заболеваний.
Для более детального анализа каждый из этих регуляторных участков был присоединен к уникальному «штрих-коду» ДНК. Это позволило ученым отслеживать, как каждый конкретный SNP влияет на активность генов. Затем они провели эксперименты, называемые «параллельными репортерными анализами». В этих анализах регуляторные области с прикрепленными «штрих-кодами» вводились в клетки, соответствующие типу рака (например, SNP, связанные с раком легких, тестировались в клетках легких). Исследователи наблюдали, как каждый SNP влияет на экспрессию генов.
Этот подход позволил сократить список возможных участников до нескольких сотен «функциональных» регуляторных областей, то есть тех, которые действительно влияют на активность генов. В результате анализа было выявлено около 380 SNP, которые играют ключевую роль в запуске и поддержании роста раковых клеток. Эти однонуклеотидные полиморфизмы влияют на важные процессы в клетках, такие как восстановление повреждений ДНК, производство энергии и взаимодействие с окружающей средой.
Кроме того, ученые обнаружили связь между этими SNP и генами, участвующими в воспалении, что указывает на возможную роль иммунной системы в развитии рака. Чтобы подтвердить значимость этих однонуклеотидных полиморфизмов, ученые использовали методы редактирования генов для их изменения в лабораторных раковых клетках. Результаты показали, что примерно половина этих SNP необходима для поддержания роста раковых клеток.
«Теперь у нас есть первая карта однонуклеотидных вариантов, которые определяют риск развития рака у человека на протяжении всей жизни. Мы ожидаем, что эта информация будет включена во все полные генетические скрининговые тесты, которые станут доступны в течение следующего десятилетия, чтобы помочь определить, кто наиболее подвержен риску развития многих типов генетически сложных заболеваний, включая рак. Этот общий подход может помочь в индивидуальной оценке риска распространенных заболеваний и направить вмешательства, такие как изменение образа жизни, препараты и диагностические скрининги для возможной профилактики развития заболевания», — рассказал Пол Хавари из Медицинской школы Стэнфордского университета.
Автор: Оксана Гриценко.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
