Krebs: Wissenschaftler finden 129 "springende Gene", die das Tumorwachstum antreiben
In der Krebsforschung suchen Wissenschaftler normalerweise nach Krebsgenen, indem sie das Genom nach veränderten Sequenzen - oder Mutationen - in der DNA durchsuchen. Eine neue Studie hat nun gezeigt, dass springende Gene, die bei der üblichen Sequenzierung übersehen werden, ebenfalls wichtige Treiber des Tumorwachstums sind.
Wissenschaftler der Medizinischen Fakultät der Washington University in St. Louis, MO, stellten fest, dass Sprunggene bei Krebs weit verbreitet sind und das Tumorwachstum fördern, indem sie Krebsgene dazu zwingen, eingeschaltet zu bleiben.
Sie analysierten 7.769 Tumorproben von 15 verschiedenen Krebsarten und fanden 129 springende Gene, die durch ihren Einfluss auf 106 verschiedene Krebsgene das Tumorwachstum fördern können.
Die springenden Gene fungierten bei 3.864 der vom Team analysierten Tumoren als „heimliche Einschalter“. Diese Tumoren stammten von Brust-, Dickdarm-, Lungen-, Haut-, Prostata-, Gehirn- und anderen Krebsarten.
Ein kürzlich Naturgenetik Papier gibt einen vollständigen Bericht über die Studie.
Durch die Identifizierung springender Gene als potenzielle genetische Ziele gehen die Ergebnisse neue Wege bei der Suche nach neuartigen Krebsbehandlungen.
"Wenn Sie", sagt Ting Wang, Professor für Medizin an der Abteilung für Genetik, "eine typische Genomsequenzierung durchführen und nach genetischen Mutationen suchen, die Krebs antreiben, werden Sie keine springenden Gene finden."
Eine Krankheit mit vielen genetischen Facetten
Krebs entsteht, wenn die genetischen Anweisungen, die die Funktionsweise der Zellen bestimmen, insbesondere wie sie reifen und sich teilen, bestimmte Veränderungen erfahren.
Einige der genetischen Veränderungen, die Krebs verursachen, verändern die natürlichen Beschränkungen des Körpers für das Zellwachstum. andere könnten die Struktur und Funktion von Proteinen stören, die die Arbeit von Zellen ausführen, und sie in gutem Zustand halten.
Genetische Veränderungen mit dem Potenzial, Krebs zu verursachen, können von Eltern auf Kinder übertragen werden. Sie können auch während des Lebens einer Person auftreten, z. B. während der Zellteilung oder als Reaktion auf ultraviolette Strahlung, Karzinogene im Tabakrauch oder andere Umweltfaktoren.
Es gibt verschiedene Arten von genetischen Veränderungen. Einige betreffen nur einen einzelnen DNA-Baustein, während andere lange Sequenzen von Bausteinen duplizieren, weglassen oder neu anordnen können.
Eine andere Art und Weise, wie genetische Veränderungen zu Krebs führen können, verändert nicht die DNA selbst, sondern ihre Fähigkeit, ihre Anweisungen auszudrücken. Diese Art der Veränderung wird als epigenetisch bezeichnet. Ein Weg, wie dies geschieht, sind chemische Markierungen, die an der DNA haften.
Es ist normal, dass Zellen, auch gesunde, genetische Veränderungen aufweisen, aber Krebszellen neigen dazu, viel mehr davon zu haben. Der Krebs jeder Person hat ihr eigenes Muster genetischer Veränderungen, und selbst im selben Tumor können verschiedene Zellen unterschiedliche genetische Fingerabdrücke haben.
Springende Gene - ein neuer Fahrertyp
Springende Gene, die Wissenschaftler als transponierbare Elemente bezeichnen, sind DNA-Sequenzen, die sich in einem Genom bewegen können. Sie kommen „in vielen verschiedenen Formen und Formen vor“, und Wissenschaftler benötigen spezielle Werkzeuge, um sie zu analysieren.
Dank verbesserter und leistungsfähiger Techniken erkennen Wissenschaftler, dass springende Gene im Genom sehr aktiv sind und dass sie möglicherweise „nicht länger an den Rand gedrängt werden sollten“.
Wie springende Gene während der Evolution in das menschliche Genom gelangten, ist eine heiße Frage. Einige Leute haben argumentiert, dass eine Virusinfektion ein häufiger Weg war.
Frühere Studien haben gezeigt, dass bestimmte Elemente in springenden Genen die Expression von Krebsgenen beeinflussen können. Diese haben solche Ereignisse jedoch nicht im Detail untersucht oder untersucht, wie häufig sie bei verschiedenen Krebsarten auftreten können.
Daher beschlossen Prof. Wang und sein Team, diese Punkte mithilfe von Tumorproben aus dem Programm The Cancer Genome Atlas anzugehen.
Sie entdeckten, dass springende Gene ein Merkmal vieler Krebsarten mit beschleunigtem Tumorwachstum sind.
Es scheint, dass sich bei diesen aggressiveren Krebsarten die springenden Gene als „kryptische Schalter“ verhalten, die krebsbedingte Gene einschalten, die normalerweise still sind - und sie eingeschaltet lassen.
Springende Gene variieren zwischen den Krebsarten
Ein kritischer Befund der Studie ist, dass springende Gene bei Krebs weit verbreitet zu sein scheinen, ihr Muster der Anwesenheit und des Einflusses jedoch je nach Krebsart unterschiedlich ist.
Das Team stellte zum Beispiel fest, dass 12 Prozent der Gliom-Hirntumoren mindestens ein Sprunggen hatten, während diese Zahl bei einer Art von Lungenkrebs, dem Plattenepithelkarzinom, 87 Prozent betrug.
"Sprunggene sind bei einigen Krebsarten wichtiger als bei anderen, aber im Durchschnitt haben wir festgestellt, dass mindestens einer von ihnen bei etwa der Hälfte aller von uns untersuchten Tumoren ein Krebsgen aktiviert", erklärt Prof. Wang.
Er schlägt vor, dass die Bereitstellung dieser Art von Informationen für Ärzte ihnen helfen könnte, zu entscheiden, ob bestimmte Krebsarten „aggressiver“ behandelt werden sollen.
"Es bietet auch neue Ziele für zukünftige Krebstherapien", fügt er hinzu.
Ein weiteres wichtiges Ergebnis war, dass springende Gene, die als heimliche Einschalter fungieren, bei Krebserkrankungen, deren DNA-Form offener war, häufiger vorkommen. Das Genom hält die DNA typischerweise dicht geschlossen. Offene DNA verliert eher einen Teil ihrer Funktion.
„Vieles, was transponierbare Elemente in unserem Genom bewirken, ist immer noch ein Rätsel. Diese Studie ist der erste detaillierte Überblick über ihre wichtige Rolle bei Krebs. “
Prof. Ting Wang
