Генетический «муcор»: найдена новая причина развития рака

На риск развития рака влияют изменения в «мусорной» ДНК, выяснила международная группа исследователей. Исследование было опубликовано в журнале British Journal of Cancer.

На генетический риск развития рака влияет работа онкогенов и генов-супрессоров опухолей. Онкогены — это гены, продукты работы которых стимулируют образование злокачественных опухолей. К настоящему времени открыты десятки таких генов, а многие противораковые лекарства направлены на подавление активности онкогенов либо их продуктов.

Гены-супрессоры опухолей, соответственно, обеспечивают профилактику опухолевой трансформации клеток. Функционально они противоположны онкогенам.

«Мусорная» ДНК — это та часть геномной ДНК, которая не кодирует последовательности белков.

Свое название она получила еще в 1970-х годах, однако сегодня уже известно, что она выполняет регуляторные функции и обуславливает активность определенных генов. Мутации некодирующей ДНК способны влиять на риск развития некоторых заболеваний.

Исследователи обратили внимание на однонуклеотидные полиморфизмы (SNP), замены одного нуклеотида на другой в пределах конкретного фрагмента ДНК.

Они изучили 846 SNP в некодирующих участках ДНК, которые ранее были связаны с вероятностью развития рака. Всего они рассмотрели более шести миллионов вариаций генов в 13 различных тканях тела человека. Как оказалось, некоторые последовательности связаны с онкогенами и генами-супрессорами. Кроме того, исследователям удалось выяснить, что такие вариации в основном встречаются в регионах ДНК, которые отвечают за регуляцию иммунной системы и специфичных для каждой из тканей внутриклеточных процессов.

Исследование показывает, что наследственный риск развития рака обусловлен не только мутациями онкогенов и генов-супрессоров опухолей, но и изменениями в ДНК, контролирующей экспрессию этих генов, поясняют исследователи.

В отличие от мутаций кодирующей ДНК, которые являются редкими, но значительно повышают риск развития рака, изменения в SNP распространены среди населения, но повышают риск развития рака меньше.

«То, что мы обнаружили, удивительно, — говорит профессор Джон Куакенбуш, один из авторов работы. — Наши результаты показывают, что небольшие генетические вариации работают сообща, изменяя активность генов, которые влияют на риск развития рака. Мы надеемся, что этот подход однажды сможет спасти жизни, помогая выявлять людей, подверженных риску развития рака и других тяжелых заболеваний».

«Хотя влияние незначительных генетических изменений на риск развития рака и невелико, вариации, проанализированные в данном исследовании, многочисленны и распространены среди населения, — отмечает онколог Эмили Фартинг. Это может объяснить некоторые различия в заболеваемости раком между отдельными лицами и семьями, которые нельзя обосновать работой одних лишь известных генов, ассоциированных с раком, или или факторами образа жизни».

В дальнейшем исследователи собираются разработать нейросеть, которая позволит точнее прогнозировать риски развития рака.

Также они собираются более детально изучить мутации некодирующей ДНК, повышающие риск, и, возможно, использовать их как мишень для новых препаратов.

Среди недавно обнаруженных генов, связанных с риском развития рака — ген TP53, который кодирует белок p53, необходимый для обеспечения стабильности генома и генетической однородности клеток в целостном организме. Его мутации приводят к нарушению этого процесса, и, как следствие, к росту риска развития рака.

«Поскольку TP53 является одним из важнейших привратников в профилактике рака, чем лучше мы понимаем этот ген, тем лучше мы сможем понять основы биологии рака. Это приведет к лучшему лечению»,

— отметили исследователи.

Также недавно выяснилось, что р53 защищает слонов от рака — если у людей есть лишь одна копия этого гена, то у слонов, как оказалось, их 20. Более того, у них был обнаружен псевдоген (аналог гена, неспособный кодировать белок и экспрессироваться в клетке) LIF6 — фактор ингибирования лейкемии. Каким-то образом у него развилась новая функция — при активации р53 он начинает производить белок, который добирается до митохондрий, «энергетических станций» клетки, и уничтожает их. За такое необычное возвращение ученые прозвали его «зомби-геном».