Крупномасштабное исследование позволяет по-новому взглянуть на механизмы, которые могут привести к раку. Это может произойти, когда гены мутируют, но рак также может возникнуть, когда генетические области, участвующие в регуляции экспрессии генов, изменяются. В этом исследовании исследователи использовали данные полногеномного секвенирования для анализа всех генов 1448 раковых заболеваний 18 различных типов с целью выявления генов, экспрессия которых была изменена не в результате мутации, а в результате изменений в генетических регионах, которые их регулируют. Исследование опубликовано в журнале Cell Reports.
"Геном включает гены – последовательности ДНК, которые кодируют белки, обеспечивающие работу нашего тела, – и регуляторные области, прилегающие к генам, которые представляют собой последовательности ДНК, которые регулируют экспрессию генов," сказал автор-корреспондент д-р. Чад Крейтон, адъюнкт-профессор медицины и член отделения биостатистики Комплексного онкологического центра Дэна Л. Дункана Медицинского колледжа Бейлора. "Раньше ученые думали, что регуляторные области представляют собой «мусорную» ДНК, потому что они не производят белки, но на самом деле они играют решающую роль. Существует сложная сеть регуляторных молекул, которые влияют на то, какие гены экспрессируются."
Рак может развиться из-за мутаций, которые происходят в гене, кодирующем белок, и, как следствие, нарушают или изменяют функцию этого белка. Рак также может возникнуть из-за структурных перестроек, которые представляют собой фрагменты ДНК, которые переходят из одной части генома в другую, вызывая перестройку многих генов.
"Мы обнаружили, что структурные перестройки могут происходить в генах, кодирующих белок, и изменять функцию белка," Крейтон сказал. "Перестройки также могут происходить в регуляторных областях, и хотя они не влияют на сами гены, кодирующие белок, они могут резко изменить их экспрессию. Например, структурные перестройки могут отключить гены-супрессоры опухолей, такие как p53 и PTEN, или включить онкогены, такие как TERT, которые способствуют росту рака."
В этом исследовании, работая с Атласом генома рака, общедоступным набором данных, который позволяет исследователям взглянуть на то, что общего у многих типов рака, Крейтон и его коллеги проанализировали большую коллекцию пациентов – 1448 раковых заболеваний 18 различных типов – стремятся идентифицировать больше генов, экспрессия которых была изменена в результате структурных перестроек в регулирующих генетических областях.
Крейтон и его коллеги обнаружили, что ряд видов рака без изменений в определенных генах действительно включает структурные перестройки, которые могут влиять на экспрессию тех же генов. Они идентифицировали сотни генов, для которых структурные перестройки в их регуляторных областях были связаны с измененной экспрессией при раке.
"Мы знали об отдельных генах, которые не регулируются структурной перестройкой регуляторных областей, но было удивительно видеть это как более распространенное явление, чем мы ожидали," Крейтон сказал. "Я не думаю, что раньше это рассматривалось так глубоко, так что это добавляет к текущему объему знаний. Наш следующий шаг – провести секвенирование всего генома с более высоким разрешением, чтобы найти еще больше генов, связанных с раком, на которые влияет этот механизм."