Разным видам рака подобрали общие мутации

Рак, как все помнят, начинается с мутаций, с нарушений последовательности ДНК, после которых клетка приступает к неконтролируемому делению. Однако разновидностей рака великое множество, и у каждой есть специфичные мутации, которые отличают только её. А есть мутации, которые, наоборот, оказываются более или менее универсальными и встречаются у многих опухолей. Кроме того, существуют просто мутации, которые, быть может, и вредны, но к раку не имеют никакого отношения.

Учёные давно пытаются разобраться в этом мутационном хаосе злокачественных опухолей, научиться отличать одни мутации от других. Не так давно группа исследователей из Института Броуда (США) поняла, как отличать онкогенные мутации от обычных; с помощью созданного ею алгоритма можно, например, получить индивидуальные мутационные паспорта для разных опухолей. И вот теперь та же команда Геда Гетца, Мэтью Мейерсона и их коллег сообщает в Nature Genetics, что ей удалось решить и другую задачу, то есть выяснить, как должны выглядеть мутации, которые можно назвать пан-онкогенными, встречающимися в большинстве раковых опухолей.

Учёные анализировали делеции и удвоения участков ДНК в соматических клетках, после которых соматические клетки и выходят из-под контроля. В их руках было около 5 тыс. образцов от 12 видов рака, среди которых были опухоли мочевого пузыря, груди, толстой кишки и т. д. Оказалось, что онкогенные делеции и дупликации происходят чаще всего вслед за полным удвоением генома, когда клетка из-за какой-то молекулярной ошибки получает не по две хромосомы каждого вид, а по четыре. В 37% случаев за таким удвоением следует злокачественное перерождение клетки, и учёным удалось заодно определить гены, от которых зависит, произойдёт такое удвоение генома или нет.

Второе, что заметили авторы работы: онкогенные мутации внутри хромосомы выглядят несколько иначе, чем те, что случаются на хромосомных концах, или теломерах: теломерные мутации захватывают бὀльшие фрагменты ДНК. Из этого авторы делают вывод, что и механизмы мутаций разнятся в том, где эти мутации происходят.

Далее, оказалось, что в геноме есть 140 участков, мутации в которых с наибольшей степенью вероятности приводят к раку. При этом исследователи подчёркивают, что конкретный набор мутантных зон из этих 140 в каждом отдельном случае может меняться. Среди генов, которые в них расположены, лишь 35 до сих пор были известны как заведомые онкогены, в отношении остальных учёным предстоит, очевидно, долгая и кропотливая работа.

Наконец, действие многих из тех же 140 онкогенных зон находится под контролем эпигенетических механизмов, определяющих, как тот или иной фрагмент ДНК упакован или, наоборот, доступен молекулярным машинам, считывающим с него информацию. То есть онкогенные мутации, стало быть, вмешиваются в работу эпигенетических регуляторов.

Стоит ещё раз подчеркнуть, что всё вышесказанное авторы относят к мутациям, которые можно найти если не во всех, то в подавляющем большинстве видов рака. По этим признакам можно составить базу данных раковых мутаций, отделяя частные, индивидуальные мутации от общих. Кроме того, по ним можно обнаружить некоторые участки генома, отдельные гены, чьё возможное участие в развитии рака до сих пор не изучалось.

В конечном счёте это должно привести к созданию более эффективных средств лечения, которые будут учитывать, например, не только генетический эффект от мутации, но и её влияние на эпигенетические процессы.

Подготовлено по материалам Института Броуда. Изображение на заставке принадлежит Shutterstock.