Раковите клетки могат да дължат част от своята разрушителна природа на уникална „поничена форма“ ДНК, според ново проучване.
Изследването, публикувано днес (20 ноември) в списанието Nature, установи, че в някои ракови клетки ДНК не се събира в нишки подобни структури, както се случва в здравите клетки - по-скоро генетичният материал се сгъва в пръстен, т.е. като форма, която прави рака по-агресивен.
„ДНК предава информация не само в нейната последователност, но и във формата си“, каза съ-старши автор Пол Мишел, професор по патология в Калифорнийския университет в Сан Диего.
Както може би си спомняте от класа по биология, по-голямата част от нашата ДНК е опакована плътно в ядрата на клетката в структури, известни като хромозоми. Почти всички клетки имат 23 двойки хромозоми, всяка от които се състои от около 6 фута (1,82 метра) ДНК, плътно навита около групи протеини, които служат като скеле.
Тази структура, опакована със сладко, позволява на някои гени да бъдат достъпни от молекулите, които "четат" и изпълняват генетичните инструкции, докато други гени остават скрити. Резултатите са високо регулирана машина, която не позволява на клетката да изпълнява нежелани генетични инструкции и да репликира (създава нови "дъщерни клетки") по погрешен начин.
"Всичко, което научихме за генетиката, казва, че промените трябва да са бавни", каза Мишел пред Live Science. Но преди години Мишел и неговият екип установяват, че при определен вид рак на мозъка, наречен глиобластома, туморите „сякаш могат да се променят със скорост, която просто няма никакъв смисъл“. Туморните клетки, както се разделят на дъщерни клетки, изглежда по някакъв начин усилват експресията на онкогени - гени, които могат да трансформират обикновена клетка в ракова.
Оказа се, че някои от тези усилени копия на онкогени са се „отвързали от хромозомите“, каза Мишел. След като се откъснаха от хромозомите, те висяха на други парчета ДНК вътре в клетката, според документ, публикуван от авторите в списанието Science през 2014 г. Те откриха, че тези "екстрахромозомни" парчета ДНК (ecDNA) всъщност се срещат при почти половината от рак при хора, но рядко са открити в здрави клетки, откритие на авторите, докладвано в документ, публикуван в списанието Nature през 2017 г.
В това ново проучване те разбраха защо ecDNA е толкова здрава. Комбинация от образни и молекулярни анализи разкри, че тези парчета ДНК са обвити около протеини в пръстенова форма, подобно на кръговата ДНК, открита в бактериите.
Тази форма на пръстен прави много по-лесен достъпът до машината на клетката до множество генетична информация - включително онкогените - за да може бързо да ги преписва и експресира (например, да инструктира здравата клетка да се превърне в рак), каза Мишел. Тази лесна достъпност позволява на туморните клетки да генерират големи количества онкогени, стимулиращи тумора, да се развиват бързо и лесно да се адаптират към променящата се среда.
Нещо повече, изследователите откриха, че за разлика от здравите клетки, които разделят гените си на дъщерните си клетки по редовен и очакван начин, тези ракови клетки разпределят своята екДНК на случаен принцип. Това е като "фабрика за изпомпване на тонове и тонове онкогени", което води до някои дъщерни клетки, получаващи множество копия на онкогени в едно деление на една клетка, каза Мишел.
"Това е много вълнуващо проучване", каза Фън Юе, директор на Центъра за геномия на рака в Северозападния университет Лури Раков център, който не е участвал в изследването. "Тази работа представлява концептуален напредък на приноса на ecDNA за онкогенезата при рак при хората."
Мишел и някои от другите автори на изследването са съоснователи на Boundless Bio Inc., компания, която изследва терапиите на базата на ec-DNA. Съавторът на проучването Vineet Bafna също е съосновател и има дялов дял в компанията Digital Proteomics, но авторите твърдят, че нито една компания не е участвала в това изследване.
