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癌症:科学家发现129个驱动肿瘤生长的“跳跃基因”

2020-07-04 23:27 来源:世界品牌网

在癌症研究中,科学家通常通过扫描基因组寻找DNA中改变的序列或突变来寻找癌症基因。但是一项新的研究显示,通常被测序忽视的跳跃基因也是肿瘤生长的重要驱动因素。
DNA color coded sequence

研究人员发现了129个可能导致癌症的跳跃基因。

位于密苏里州圣路易斯的华盛顿大学医学院的科学家们发现,跳跃基因在癌症中广泛存在,并通过迫使癌症基因保持开启状态来促进肿瘤生长。

他们分析了来自15种不同类型癌症的7769个肿瘤样本,发现129个跳跃基因通过对106个不同癌症基因的影响来驱动肿瘤生长。

在研究小组分析的3864个肿瘤中,这些跳跃基因起着“隐形开关”的作用。这些肿瘤来自于乳腺癌、结肠癌、肺癌、皮肤癌、前列腺癌、脑癌和其他类型的癌症。

最近的一次 自然遗传学论文对这项研究做了全面的阐述。

通过识别跳跃基因作为潜在的遗传靶点,这些发现为寻找新的癌症治疗方法开辟了新的道路。

“如果你,”遗传学系的医学教授王婷(音)说,“进行典型的基因组测序,寻找导致癌症的基因突变,你是找不到跳跃基因的。”

多基因面的疾病

当控制细胞功能的遗传指令,特别是细胞如何成熟和分裂的遗传指令发生某些变化时,癌症就产生了。

一些导致癌症的基因变化改变了人体对细胞生长的自然限制;其他的可能会破坏蛋白质的结构和功能,而蛋白质执行细胞的工作,使细胞处于良好的修复状态。

 

How does tumor acidity help cancer spread?
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可能导致癌症的基因变化可以从父母传给孩子。它们也可能在人的一生中出现,如在细胞分裂期间,或在对紫外线辐射、烟草烟雾中的致癌物或其他环境因素的反应中出现。

有不同类型的遗传变化。有些只影响DNA的单个构建块,而其他的可以复制、省略或重新排列构建块的长序列。

基因改变导致癌症的另一种方式不是改变DNA本身,而是改变其表达指令的能力。这种变化被称为表观遗传。其中一种方式是通过附着在DNA上的化学标签。

细胞,即使是健康细胞,发生基因改变是正常的,但是癌细胞往往有更多的基因改变。每个人的癌症都有自己的遗传变化模式,甚至在同一个肿瘤中,不同的细胞可能有不同的遗传指纹。

跳跃基因——一种新型的驱动

跳跃基因,科学家称之为转座因子,是可以在基因组中移动的DNA序列。它们“有许多不同的形式和形状”,科学家需要专门的工具来分析它们。

由于改进和强大的技术,科学家们意识到,跳跃基因在基因组中非常活跃,也许“它们不应该再被边缘化”。

在进化过程中,跳跃基因是如何进入人类基因组的是一个热点问题。有些人认为病毒感染是一种常见的途径。

先前的研究表明,跳跃基因中的特定元素可以影响癌症基因的表达。然而,这些研究并没有对此类事件进行详细的调查,也没有探究它们在不同癌症中的常见程度。

因此,王教授和他的团队决定利用来自癌症基因组图谱计划的肿瘤样本来解决这些问题。

他们发现,跳跃基因是许多肿瘤加速生长的一个特征。

在这些侵袭性更强的癌症中,跳跃的基因表现为一种“隐秘的开关”,这种开关会打开通常不活动的与癌症相关的基因,并保持它们的开启状态。

跳跃基因因癌症类型而异

这项研究的一个重要发现是,虽然跳跃基因在癌症中似乎很普遍,但它们的存在模式和影响因癌症类型而异。

例如,研究小组发现,12%的胶质瘤脑癌至少有一个跳跃基因,而这个数字在一种叫做鳞状细胞癌的肺癌中是87%。

王教授解释说:“与其他类型的癌症相比,跳跃基因在某些癌症类型中更为重要,但平均而言,我们发现,在我们研究的所有肿瘤中,至少有一种会激活癌症基因。”

他建议,给医生提供这类信息可以帮助他们决定是否“更积极地”治疗特定的癌症。

“这也为未来的癌症治疗提供了新的研究目标,”他补充说。

另一项重要的发现是,在DNA形状更开放的癌症中,以隐秘的开关方式运作的跳跃基因更为普遍。基因组通常使DNA紧密封闭。开放式的DNA更容易失去一些功能。

 


许多转座因子在我们基因组中的作用仍然是个谜。这项研究首次详细概述了它们在癌症中的重要作用。”


Ting王教授

 


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