Заглушение гена может остановить рост опухоли.

Заглушение гена может остановить рост опухоли.

Заглушение гена «мусор» может остановить рост опухоли.

Ген находится в области генома, которая не содержит инструкций по созданию белков. В свое время считалось, что эта некодирующая область — просто неактуальная «хлам».

Однако по мере развития технологий в этой «темной материи» появляется все больше генов, оказывающих существенное влияние на здоровье и развитие заболеваний.

В статье, опубликованной в журнале Cell, ученые из Мичиганского комплексного онкологического центра университета в Энн-Арборе сообщают, что, хотя новый ген не кодирует белки, он оказывает «прямое влияние» на раковые клетки. Они обнаружили, что заставив его замолчать, опухоли перестали расти.

ДНК и РНК, геном и транскриптом ДНК.

Геном человека содержит все инструкции, необходимые для создания и поддержания клеток. Она несет эту информацию в 20,000-25,000 генов в длинной, извилистой, двуцепочечной молекуле, называемой ДНК.

Инструкция, содержащаяся в ДНК, не подчиняется непосредственно оттуда. Сначала он «транскрибируется» в одноцелевую молекулу под названием РНК, которая отражает последовательность ДНК, и общее количество всех транскриптов, содержащихся в клетке, называется «транскриптом клетки».

Таким образом, хотя геном редко меняется от клетки к клетке, транскриптом варьируется в зависимости от типа клетки.

Анализируя РНК, исследователи должны иметь возможность выяснить, как и когда гены, содержащиеся в ДНК, включаются и выключаются в разных клетках.

Например, анализ транскриптома может показать, что неизвестный ген сильно экспрессируется в раковых клетках, а не в здоровых. Это может указывать на то, что ген важен для роста клеток.

Некодирующие гены не обязательно являются «барахлом».

Транскриптом хранится в нескольких различных типах РНК. Основная, мессенджерная РНК (мРНК), несет скрипт, или код, для создания белков, которые являются молекулами, выполняющими большую часть работы в клетках. Некодирующие РНК содержат скрипты, расшифрованные из ДНК и не содержащие белков.

Долгое время считалось, что большая часть генома, не содержащая инструкций по созданию белков, — это ненужная ДНК. Эти так называемые некодирующие гены также назывались темной материей, потому что о них было так мало известно.

Но по мере того, как технология секвенирования становится все более передовой, ученые обнаружили, что, хотя темная материя части генома не может в конечном итоге дать белки, она не производит некодирующие РНК, которые играют важную роль в клеточной биологии здоровья и болезни.

За последние 20 лет было обнаружено много новых классов некодирующих РНК, включая так называемую длинную некодирующую РНК (lncRNA), которая представляет собой цепочку РНК, состоящую из более чем 200 структурных элементов, или нуклеотидов.

В новом отчете об исследовании исследователи описывают, как они нашли и охарактеризовали lncRNA, которая, как они обнаружили, была одинаковой у зебрышек, мышей и людей.

Это вызвало их любопытство, потому что редко можно встретить этот тип РНК, «консервативную» для разных видов. Может ли это означать, что он играет фундаментальную роль в клеточной биологии?

Они назвали lncRNA «Высокосохраненная онкогенная длиннокодирующая некодирующая РНК, ассоциированная с Тести» (THOR).

Старший автор исследования, профессор патологии Мичиганской медицины Арул Чиннайян говорит, что они решили сфокусироваться на THOR, потому что он «был выбран эволюцией для выполнения важных функций».

Исследователи обнаружили, что высококонсервативная lncRNA важна для развития рака, и что она не дает опухолям расти.

ТОРГОВЫЕ высокоэкспрессионированные в раковых клетках

В предыдущей работе они уже определили тысячи потенциальных lncRNA, которые могут быть полезны для дальнейшего изучения после нанесения на карту ландшафта темной материи. Они решили изучать THOR по двум причинам: во-первых, потому, что он был «эволюционно высоко консервативен», и, во-вторых, потому, что он был высоко выражен только в одном типе нормальной взрослой ткани — яичках.

По словам профессора Чиннаияна, поскольку ТОР очень хорошо сохранился у зебрышек, а также у людей и мышей, они смогли изучить, как он работает в моделях зебрышек.

Но по мере дальнейшего изучения ТОР они обнаружили, что он также сильно выражен в некоторых видах рака, особенно в меланоме и раке легких, и что он играет непосредственную роль в развитии рака.

Эксперименты с использованием выращенных в лаборатории раковых клеток, экспрессирующих ТОР, показали, что глушение гена замедляет рост опухоли, а чрезмерная его экспрессия ускоряет его. Кроме того, нормальные клетки, лишенные THOR, развиваются нормально, что говорит о том, что они оказывают влияние только на раковые клетки.

Затмолкание ТОР «тормозит пролиферацию клеток».

Профессор Чиннайян говорит, что они прошли через «множество IncRNA», и большинство из них не продемонстрировали такой четкой функции, как THOR.

В дальнейших экспериментах команда обнаружила, что THOR взаимодействует с инсулиноподобными белками, связывающими факторы роста (IGFBPs), которые, как полагают, помогают поддерживать стабильность РНК. Они обнаружили, что замалчивание ТОР блокирует деятельность МПГБН.

«Если мы нарушаем ТОРЬЕ функцию, — говорит профессор Чиннайян, — мы нарушаем способность стабилизировать РНК». Это тормозит клеточную пролиферацию.» Исследователи также обнаружили, что чрезмерная экспрессия THOR приводит к более быстрому росту клеток.

Они предполагают, что THOR может служить мишенью для противораковых препаратов, поскольку ингибирование не влияет на здоровье клеток.

» Тот факт, что мы нашли ТОР очень консервативной ИнкРНК, был захватывающим.»