“垃圾”DNA的陰暗面
中國(guó)微生物菌種查詢網(wǎng) 來(lái)源：生物通 / 2016-11-02 07:58:03
在基因之間的DNA片段，散布著重復(fù)序列，曾經(jīng)被認(rèn)為是“基因組垃圾”，但現(xiàn)在科學(xué)家們了解到，一些這樣的垃圾DNA并不是無(wú)害的。
來(lái)自北卡羅來(lái)那大學(xué)（UNC）Lineberger綜合癌癥中心的研究人員報(bào)道稱，某些短的DNA重復(fù)序列，或“垃圾DNA”，在尤文肉瘤的發(fā)展中起著重要的作用，這是一種罕見(jiàn)的骨與軟組織腫瘤，在兒童和青少年中最常見(jiàn)。
IanJ.Davis博士說(shuō)：“有些人可能仍然認(rèn)為這些非編碼序列是垃圾序列；它們的確不起什么作用，只是基因組更著名部分的隨處者。但是我們發(fā)現(xiàn)，這些重復(fù)序列基于它們與不成熟細(xì)胞共有的特性，有助于尤文氏肉瘤的發(fā)展。”
對(duì)于大多數(shù)尤文氏肉瘤患者來(lái)說(shuō)，他們的腫瘤有一個(gè)突變，可產(chǎn)生一個(gè)新的基因稱為EWSR1-FLI1。該基因可編碼一種突變蛋白，稱為癌基因，可驅(qū)動(dòng)癌癥。但事實(shí)證明，該突變蛋白不能單獨(dú)起作用。
UNCLineberger綜合癌癥中心的研究人員發(fā)現(xiàn)，DNA的特定狀態(tài)可增強(qiáng)對(duì)致癌蛋白攻擊的敏感性。特別是，DNA重復(fù)序列與一類(lèi)組蛋白相互作用，后者就像一個(gè)線軸，DNA包裹在它周?chē)?，為腫瘤蛋白提供一個(gè)機(jī)會(huì)性的環(huán)境。在某些位點(diǎn)上，DNA更“開(kāi)放”或在組蛋白線軸的周?chē)蜷_(kāi)，使它們更容易接近致癌蛋白。
Davis和他的合作者們發(fā)現(xiàn)，某些重復(fù)DNA序列與尤文氏肉瘤中的組蛋白相互作用的方式，與干細(xì)胞有著驚人的相似，干細(xì)胞是不成熟的細(xì)胞，可以成為多種類(lèi)型的細(xì)胞。他們認(rèn)為，干細(xì)胞中這些重復(fù)位點(diǎn)上垃圾DNA和組蛋白相互作用的方式，可讓致癌蛋白與DNA相互作用，從而改變了許多基因表達(dá)的方式。
Davis說(shuō)：“我們發(fā)現(xiàn)，干細(xì)胞中的基因組的組織方式有一個(gè)新特征，而這最終解釋了這些不成熟的細(xì)胞和尤文肉瘤的發(fā)展之間的聯(lián)系。我們認(rèn)為這是致癌基因利用現(xiàn)有環(huán)境的一種方式，并對(duì)于“為什么癌癥在其發(fā)展過(guò)程中可能有一個(gè)非常特定的窗口”提供了一些見(jiàn)解。這有點(diǎn)像種子和土壤的關(guān)系。癌蛋白的“種子”只能在正確的干細(xì)胞“土壤”中才能形成癌癥。
這些發(fā)現(xiàn)是基于Davis等人以前的研究，他們此前發(fā)現(xiàn)癌蛋白會(huì)移動(dòng)到某些非編碼、重復(fù)的DNA序列——這些重復(fù)的部分，一直是科學(xué)和進(jìn)化爭(zhēng)論的一個(gè)來(lái)源，并在同一時(shí)間，被稱為“垃圾DNA”。在這些位點(diǎn)上，致癌蛋白有助于使這些位點(diǎn)上的DNA保持“開(kāi)放”狀態(tài)，從而讓附近的基因被讀取并作為蛋白質(zhì)的建設(shè)藍(lán)圖。涉及腫瘤發(fā)展的許多基因位于這些重復(fù)的DNA位點(diǎn)附近。
雖然蛋白傾向于移動(dòng)是眾所周知的，但是研究人員無(wú)法解釋“為什么它移動(dòng)到某些重復(fù)序列，卻不移動(dòng)到其他相同的區(qū)域，為什么癌蛋白不能夠在任何類(lèi)型的細(xì)胞中起作用”。
NicholasGomez博士說(shuō)：“我們實(shí)驗(yàn)室先前的研究已經(jīng)證明，在這些重復(fù)的DNA區(qū)域，染色質(zhì)的可及性有所增加。我們不知道的是，干細(xì)胞中這些區(qū)域的狀態(tài)。有趣的是，我們發(fā)現(xiàn)，在間充質(zhì)干細(xì)胞中有著最高可及性的那些重復(fù)區(qū)域，可預(yù)測(cè)腫瘤中癌蛋白可能會(huì)結(jié)合的區(qū)域?！?
現(xiàn)在，Davis和他的同事們都集中在確定某種療法，可以改變尤文肉瘤癌基因所靶定的染色質(zhì)。作為一個(gè)兒科腫瘤學(xué)家，Davis旨在通過(guò)研究，更好的理解、并可能改善這種癌癥的治療。
他說(shuō)：“我看到臨床上難以治療和往往無(wú)法治愈的癌癥兒童，以及可治愈的癌癥兒童，需要幾個(gè)月或有時(shí)幾年的毒性化療。這些疾病和療法對(duì)兒童及其家庭的影響是深刻的。這給了我一個(gè)特別的動(dòng)力，在實(shí)驗(yàn)室開(kāi)展研究，進(jìn)一步了解這些疾病，并使用這些信息來(lái)嘗試推進(jìn)治療?！薄?
上一篇：細(xì)菌制成“思考土壤”有助防止建筑倒塌
下一篇：細(xì)胞衰老也會(huì)引發(fā)副作用！