Cancer: Forskare hittar 129 ”hoppande gener” som driver tumörtillväxt
I cancerforskning letar forskare vanligtvis efter cancergener genom att skura genomet efter förändrade sekvenser - eller mutationer - i DNA. Men en ny studie har nu avslöjat att hoppgener, som vanliga sekvenser förbiser, också är viktiga drivkrafter för tumörtillväxt.
Forskare vid Washington University School of Medicine i St. Louis, MO, fann att hoppgener är utbredda i cancer och främjar tumörtillväxt genom att tvinga cancergener att förbli påslagen.
De analyserade 7769 tumörprover från 15 olika typer av cancer och hittade 129 hoppande gener som kan driva tumörtillväxt genom deras inflytande på 106 olika cancergener.
De hoppande generna fungerade som ”smygande omkopplare” i 3 864 av de tumörer som teamet analyserade. Dessa tumörer kom från bröst, kolon, lunga, hud, prostata, hjärna och andra typer av cancer.
En ny Naturgenetik papper ger en fullständig redogörelse för studien.
Genom att identifiera hoppande gener som potentiella genetiska mål bryter resultaten ny mark i strävan efter nya cancerbehandlingar.
"Om du," säger Ting Wang, som är professor i medicin vid genetikavdelningen, "utför typisk genomsekvensering och letar efter genetiska mutationer som driver cancer, kommer du inte att hitta hoppande gener."
En sjukdom med många genetiska aspekter
Cancer utvecklas när de genetiska instruktionerna som styr hur celler fungerar, särskilt hur de mognar och delar sig, genomgår vissa förändringar.
Några av de genetiska förändringar som orsakar cancer förändrar kroppens naturliga trottoarkanter på celltillväxt. andra kan störa strukturen och funktionen hos proteiner som utför cellernas arbete och hålla dem i gott skick.
Genetiska förändringar med potential att orsaka cancer kan gå vidare från förälder till barn. De kan också uppstå under en människas livstid, till exempel under celldelning, eller som svar på ultraviolett strålning, cancerframkallande ämnen i tobaksrök eller andra miljöfaktorer.
Det finns olika typer av genetiska förändringar. Vissa påverkar bara en enda byggsten av DNA, medan andra kan duplicera, utelämna eller ordna om långa sekvenser av byggstenar.
Ett annat sätt att genetiska förändringar kan leda till cancer förändrar inte själva DNA utan förändrar dess förmåga att uttrycka sina instruktioner. Denna typ av förändring kallas epigenetisk. Ett sätt att det händer är genom kemiska taggar som fäster vid DNA.
Det är normalt att celler, även friska, har genetiska förändringar, men cancerceller tenderar att ha många fler av dessa. Varje persons cancer kommer att ha sitt eget mönster av genetiska förändringar, och även i samma tumör kan olika celler ha olika genetiska fingeravtryck.
Hoppande gener - en ny typ av förare
Hoppande gener, som forskare kallar transponerbara element, är sekvenser av DNA som kan röra sig i ett genom. De "finns i många olika former och former" och forskare behöver specialiserade verktyg för att analysera dem.
Tack vare förbättrade och kraftfulla tekniker inser forskare att hoppgener är mycket aktiva i genomet och att "kanske de inte längre bör marginaliseras."
Hur hoppande gener tog sig in i det mänskliga genomet under evolutionen är en het fråga. Vissa människor har hävdat att virusinfektion har varit en vanlig väg.
Tidigare studier har visat att specifika element inom hoppgener kan påverka uttrycket av cancergener. Dessa har dock inte undersökt sådana händelser i detalj eller utforskat hur vanliga de kan vara i olika cancerformer.
Så Prof. Wang och hans team bestämde sig för att ta itu med dessa punkter genom att använda tumörprover från The Cancer Genome Atlas-programmet.
De upptäckte att hoppgener är ett inslag i många cancerformer med accelererad tumörtillväxt.
Det verkar som att i dessa mer aggressiva cancerformer beter sig de hoppande generna som "kryptiska omkopplare" som slår på cancerrelaterade gener som vanligtvis är tysta - och håller dem påslagen.
Hoppande gener varierar mellan cancertyper
En kritisk upptäckt av studien är att även om hoppgener verkar vara utbredda inom cancer, varierar deras närvaromönster och inflytande mellan cancertyper.
Teamet fann till exempel att 12 procent av gliomcancer i hjärnan hade minst en hoppande gen, medan denna siffra var 87 procent för en typ av lungcancer som kallas skivepitelcancer.
"Hoppande gener är viktigare i vissa cancertyper jämfört med andra, men i genomsnitt hittade vi att minst en av dem aktiverade en cancergen i ungefär hälften av alla tumörer vi studerade", förklarar professor Wang.
Han föreslår att ge läkare denna typ av information kan hjälpa dem att avgöra om de ska behandla vissa cancerformer "mer aggressivt."
"Det ger också nya mål att studera för framtida cancerterapier", tillägger han.
Ett annat viktigt resultat var att hoppgener som fungerade som smygande omkopplare var vanligare i cancer vars DNA-form var mer öppen. Genomet håller vanligtvis DNA tätt stängt. Öppet DNA är mer benägna att förlora en del av sin funktion.
”Mycket av det som transponerbara element gör i vårt genom är fortfarande ett mysterium. Denna studie är den första detaljerade beskrivningen av deras viktiga roller i cancer. ”
Prof. Ting Wang
