Эти точные как часы мутационные процессы могли в конечном счете быть ответственны за значительную долю человеческого рака и способствовать человеческому старению.Геномы раковых клеток держали под контролем нахождение этих молекулярных часов. Предыдущая работа над раком показала, что мутации часто оставляют молекулярный отпечаток пальца, названный мутационной подписью, на геноме раковой клетки.
Чтобы определить мутационные подписи точных как часы мутационных процессов в человеческом теле, это исследование посмотрело на последовательности ДНК 10 250 геномов рака от 36 различных типов рака.Исследователи нашли 33 мутационных подписи в геномах рака, но у только двух были точные как часы особенности.
Эти два точных как часы процесса, которые называют Подписью 1 и Подписью 5, показали корреляцию между количеством мутаций, найденных в каждом образце рака и возрастом пациента, когда рак был диагностирован.«Это – чрезвычайно увлекательное открытие, поскольку оно решает давний вопрос. Мало того, что это исследование доказало, что мутационные молекулярные часы существуют, это также показало, что есть два отдельных процесса часов, которые постоянно ухудшают ДНК», сказал доктор Лудмил Александров, соответствующий Товарищ автора и Оппенгеймера в Национальной лаборатории Лос-Аламоса в США. «Как быстро эти часы тиканье в клетке могут определить и старение этой клетки и вероятность для него, чтобы стать злокачественными».Молекулярные часы производят мутации по устойчивому уровню, ‘тикающему’ уровню часов, и накапливают больше мутаций с возрастом.
Исследуя 7 329 860 телесных мутаций от геномов рака, исследователи смогли эффективно оглянуться назад вовремя, вычислив, какие мутации каждая клетка имела, прежде чем это стало раковой клеткой. Это показало им, как быстро мутационные часы произвели мутации. Эта информация могла помочь исследователям понять биологию развития рака и даже посмотреть на уровень, который основные раковые клетки распространяли к другим частям тела (метастаз).
«Это исследование важно и могло иметь практические последствия для больных раком. В будущем это могло привести к способности клиницистов сравнить геномы первичной опухоли и любых метастаз, и определить отрезок времени, который потребовалось, чтобы распространиться», сказал доктор Джулиан Сейл, автор на бумаге и лидер группы в Лаборатории MRC Молекулярной биологии. «Поскольку часы продолжают тикать при раке, может также быть возможно помочь врачам предсказать для новых пациентов, как быстро рак может измениться, например чтобы стать метастатическим к другим частям тела или приобрести устойчивость к препарату.
Это могло помочь врачам запланировать лучший курс лечения пациента».И Подпись 1 и Подпись 5 точные как часы процессы накапливали мутации по постоянному уровню со временем, и действуйте в по существу всех типах клетки в человеческом теле.
Однако, они показали существенно различные темпы мутации в различных типах опухоли, и удивительно у них также были различные ставки друг другу, даже в том же самом типе опухоли. То, что они ведут себя по-другому, указывает, что они, вероятно, произойдут из-за двух различных биологических процессов.Темп мутации Подписи 1 был самым высоким в клетках с высокой текучестью кадров, таким как живот и колоректальные клетки, и, казалось, происходил из-за определенного methylated цитозинового преобразования оснований в тимин, приводя к несоответствиям в геноме, которые преобразованы в мутации, когда клетка делится. Мутационный процесс для Подписи 5 таинственный.
Однако в отличие от Подписи 1, темп мутации Подписи 5 не коррелировал с количеством клеточных делений. Больше исследования необходимо на обоих этих процессах, чтобы понять их полные роли в клетке.«Это – первая идентификация и определение количества мутационных молекулярных часов, и было выполнено, просмотрев «резкую линзу» геномов рака.
За следующие несколько лет мы надеемся выполнить крупномасштабное упорядочивание непосредственно всех типов нормальных клеток, чтобы усовершенствовать эти точные как часы темпы мутации,» сказали профессор сэр Майкл Стрэттон, соответствующий автор и директор Института Wellcome Trust Sanger. «Кроме того, дальнейшее исследование особенно необходимо, чтобы понять природу мутационных процессов, производящих эти точные как часы мутации».