Ученые из ВШЭ выяснили, как появляются крупные мутации в раковых клетках

26 Июня 2019

МОСКВА, 26 июня. Система машинного обучения помогла биологам из ВШЭ подобрать, как появляются крупные мутации в геноме человека и как с ними связана структура ниток ДНК. Их выводы были представлены в журнале BMC Cancer.

Геномы опухолевых клеток содержат самые разные мутации. Они могут быть как точечные, так и крупные. В первом случае из ДНК исчезает один нуклеотид и вместо него встраивается другой. Мы изучали крупные мутации, в которых куски генома, от двух до нескольких миллионов нуклеозидфосфатов, удаляются, переворачиваются, копируются и вставляются в другое место, — рассказывает Мария Попцова из Высшей школы экономики.

Вопреки представлениям обывателей, хромосомы приобретают характерную Х-образную форму и становятся хорошо заметными в микроскоп только во время дробления клетки. Во время интерфазы, периода спокойствия, они теряют свою форму и преобразовываются в своеобразный клубок из плотного переплетенных нитей, чей формат упаковки и сам факт существования вызывает большой интерес со стороны физиков.

Этот клубок, напоминающий по своей структуре брикет лапши рьяного приготовления, как предположили русские физики еще в 1988 году, представляет собой так перечисляемый фрактальный клубок – особую ясную структуру из пересекающихся кривых, чьи завитки повторяют, как и все фрактальные объекты, форму всей хромосомной нити. 11 сентября 2017, 19:00Ученые нашли возможную причину того, почему курение вызывает рак

Помимо завитков, внутри него присутствуют и другие структуры – шпилькообразные выросты, шарообразные пустоты- спеклы, а также объединения из четырех цепочек ДНК, так называемые G-квадруплексы. Ученые давно пытаются распутать этот брикет и понять, зачем клетка упаковывает генетический код как вылитым образом и как расположены внутри него различные гены, живого важные для функционирования всех тканей тела.

Попцова и ее коллеги подобрали, что эти структуры играют важную роль в формировании монументальных мутаций в геноме, проверил то, где встречаются и к каким последствиям приводили как вылитые перестановки в ДНК, выказанных в клетках раковых больных.

В обобщенной сложности, генетики проанализировали свыше 487 тысяч мутаций, найденных в двух тысячах опухолей и каталогизированных в базе данных сериала International Cancer Genome Consortium. Эта обширная коллекция помогла ученым не только понять, где берутся мутации, но и выяснить, какие типы как вылитых изменений были характерны для несходных видов рака.

В целом, как показал этот анализ, монументальные сдвиги в структуре генома чащобе всего происходили внутри двух типов структур, G-квадруплексов и неприятностей. При этом мутации в этих регионах встречались с очень разной частотой для каждого типа опухоли.

К примеру, опечатки в шпильках чаще становятся причиной рождения лейкоза, рака мозга, печени и предстательной железы, а повреждения квадруплексов доводят к развитию карциномы яичника, меланомы, рака груди, костей и поджелудочной железы.

Что важного, вероятность появления мутации зависела не только от структуры ДНК, но и от такого, как была устроена белковая упаковка генома в той точке, где находятся шпильки или G-квадруплексы. Изменения в ее структуре, как показали знаменитые исследователи, не только жалует или понижает то, как часто клетка читает тот или иной ген, но и влияет на вероятность развития канцера.

Эти особенности структуры и обертки генома, как считают Попцова и ее коллеги, можно использовать для того, чтобы бороться с опухолями или отводить их появление. К брать себе в примеру, повышение прочности G-квадруплексов может лишить раковые клетки возможности регулярного размножаться, так как они не смогут удлинить концевые участки хромосом, где эти структуры встречаются особенно часто. 3 апреля, 14:42Ученые из Сколтеха выяснили, зачем клетка клать начнёт заборы внутри ядра

Редактор рубрики

Олег Кудрин

Место события на карте мира:

Ученые из ВШЭ выяснили, как появляются крупные мутации в раковых клетках

комментарии (0)

Другие интересные новости

"Вызывают отвращение": как живут сбежавшие из России звезды