Внехромосомная ДНК в роли злодея
Международный коллектив исследователей обнаружил, что причиной роста опухоли и появления у ее клеток устойчивости к лекарствам могут быть внехромосомные молекулы ДНК. Исследователи сравнивают такие молекулы со злодеями из фильмов о Джеймсе Бонде, которые, оставаясь незаметными, организуют множество преступлений и катастроф. Исследователи добавляют, что открытие роли внехромосомной ДНК в развитии рака может произвести революцию в лечении некоторых из самых агрессивных опухолей.
Опухоли возникают из-за того, что нормальные гены клетки выходят из строя и заставляют эту клетку неконтролируемо делиться. Такие гены получили название «онкогены», и на них направлен ряд лекарств и методов лечения. «Однако через некоторое время часто появляется устойчивость к этим лекарствам или методам лечения, и это позволяет раку вернуться. Теперь мы обнаружили, что при некоторых наиболее агрессивных формах рака онкогены находятся не там, где мы думали. На самом деле они находятся на внехромосомной ДНК, — сказал профессор Пол Мишель (Paul Mischel) из Стэнфордского университета, один из руководителей программы. — Уязвимый ген быстро исчезал, когда ему угрожали лекарства от рака, и был спрятан во внехромосомной ДНК. Затем он снова появлялся, когда опасность миновала, чтобы опять начать причинять вред».
Небольшие кольцевые молекулы ДНК были обнаружены впервые в 1965 году в свиных сперматозоидах и в злокачественных опухолях человека. На протяжении 70–80-х годов такие молекулы нашли в клетках целого ряда животных, растений и протистов, а также дрожжей. Различные молекулы внехромосомной ДНК могут состоять как из нескольких сотен, так и из миллионов пар нуклеотидов. Недавно для обозначения совокупности находящихся в клетке внехромосомных кольцевых молекул ДНК предложили термин «циркулом» (по аналогии с термином «геном»). Как удалось установить, в здоровых клетках внехромосомные ДНК играют роль в регулировании экспрессии генов, на их основе синтезируются небольшие молекулы РНК, которые подавляют активность генов путем РНК-интерференции. Также внехромосомные молекулы ДНК задействованы в регуляции иммунных процессов и в передаче генетической информации между клетками.
Пристальное внимание привлекает в последние годы возможная роль внеклеточной ДНК в образовании опухолей. В частности, они способны влиять на окружающие опухоль клетки и способствовать образованию метастазов. Осенью прошлого года в журнале Nature Genetics вышла статья, авторы которой продемонстрировали, что наследование внехромосомной ДНК во время клеточного деления может повышать агрессивность опухоли и ее устойчивость к лекарственным препаратам.
«Мы обнаружили, что молекулы внехромосомной ДНК действуют как вызывающие рак гены, которые каким-то образом отделились от хромосом человека и начали вести себя так, что обходят обычные правила генетики, — говорит генетик из Стэнфордского университета Говард Чан (Howard Chang). — Они ведут себя как злодеи из фильмов о Бонде. Сначала в фильме вы видите разные взрывы, убийства и катастрофы и не знаете, почему они происходят и кто в этом виноват. Затем в какой-то момент вы, наконец, встречаете злодея, который оказывается создателем всего этого хаоса».
Данное исследование было частью крупной инициативы Cancer Grand Challenges, которая поддерживается фондом Cancer Research UK и Национальным институтом рака США. Она была создана для финансирования междисциплинарных исследовательских программ, которые могли бы разработать новые пути борьбы с раком.
Ученые считают, что им удастся найти способы удаления вредоносных молекул внеклеточной ДНК. «Сейчас мы пытаемся определить ахиллесову пяту внехромосомной ДНК и уже определили белок, который компоновать такие молекулы. Мы также обнаружили лекарство, которое оказывает многообещающее воздействие на этот белок. В ближайшие годы мы будем тестировать гораздо больше, пока не найдем лучший способ борьбы с внехромосомной ДНК и остановим ее онкогенную активность. Это займет время, но я уверен, что мы добьемся своего», — говорит Говард Чан.
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru