«ДНК-паразиты» оказались ранними инициаторами хромосомного хаоса в раковых клетках
Мобильные генетические элементы L1 начинают разрушать и перекраивать геном за годы до того, как опухоль будет обнаружена. Международная группа генетиков выяснила, что синхронные прыжки этих внутригеномных паразитов склеивают между собой куски разных хромосом, вызывая масштабные мутации на самых ранних этапах онкогенеза. Исследование показало, что деятельность ретротранспозонов — не просто побочный симптомом рака, а одна из его первопричин.
Приблизительно 17% генома человека состоит из элементов LINE-1 (L1) — древних вирусоподобных участков ДНК, способных копировать себя и вставлять копии в новые места (ретротранспозиция). В здоровых клетках они стабилизированы защитными механизмами, однако в раковых опухолях этот контроль часто ломается.
Ученые уже находили следы активности L1 в опухолях, но старые методы секвенирования короткими прочтениями давали лишь фрагментированную картину. Сложные структурные перестройки генома, вызванные этими прыжками, оставались невидимыми для исследователей.
Авторы исследования, опубликованного в журнале Science, отобрали образцы тканей из биобанка. Сначала провели скрининг 137 пациентов с раком легких, кишечника, головы и шеи, найдя опухоли с самой буйной активностью мобильных элементов. Из них выделили «золотую десятку» пациентов, в клетках которых произошло более 100 прыжков L1. Их ДНК (вместе с контрольными образцами здоровых тканей тех же пациентов) расшифровали с помощью технологии длинных прочтений. Для поиска мутаций ученые разработали специальный алгоритм MEIGA, способный восстанавливать непрерывную последовательность поврежденных участков ДНК.
Алгоритм помог выявить более 6400 вставок L1. Главным открытием стали 152 масштабные хромосомные перестройки, из которых самыми разрушительными оказались реципрокные транслокации — процесс, при котором две неродственные хромосомы ломаются и обмениваются своими участками. Анализ мест разрывов показал, что транслокации происходят, когда два разных элемента L1 прыгают синхронно: они встраиваются в разрывы на разных хромосомах, затем системы клеточного ремонта ошибочно сшивают их концы друг с другом крест-накрест. В одной из опухолей алгоритм нашел сразу 49 таких сшивок.
Исследователи установили время, когда «прыгающие гены» начали свою разрушительную работу. Для этого использовали молекулярные часы — подсчет специфических фоновых мутаций, которые накапливаются в клетке с предсказуемой скоростью по мере старения человека. Эти данные сопоставили с моментом полногеномного удвоения (WGD) — события, когда на ранней стадии рака клетка удваивает весь свой набор хромосом.
Анализ показал, что WGD происходило в среднем за 4,7 года до постановки диагноза. При этом во всех изученных опухолях сотни прыжков L1 (и большинство транслокаций) случились еще до этого удвоения. В одном из случаев хромосомы обменялись участками более чем за восемь лет до того, как пациент узнал о болезни.
Новая научная работа меняет статус ретротранспозонов в онкологии. Долгое время считалось, что их активация — следствие потери контроля на поздних стадиях разрушения раковой клетки. Результаты доказывают обратное: элементы L1 создают хаос в генетическом коде задолго до формирования полноценной опухоли. Блокировка ферментов, с помощью которых элементы L1 копируют себя, может стать новой стратегией профилактики и раннего лечения некоторых видов рака.
Telegram 
Дзен 
VK Сотрудники Центра языка и мозга НИУ ВШЭ приняли участие в редкой для детской нейрохирургии операции с пробуждением у 11-летнего пациента с фармакорезистентной эпилепсией. Совместно с врачами НПЦ специализированной медицинской помощи детям имени В.Ф. Войно-Ясенецкого в Солнцево они сопровождали удаление участка левой височной доли, где был выявлен эпилептический очаг.
Провинция Цзянсу была процветающим центром медицинской практики в Китае во времена династии Мин (1368-1644 годы нашей эры). Микроскопический анализ крошечных частиц на поверхности хирургических ножниц и пинцета из гробницы китайского врача помог выявить следы вещества, получаемого из ядовитого растения, которое, по мнению исследователей, применялось как местная анестезия во время операций.
Анализ ДНК и изотопный анализ зубов показали, что мужчина генетически был связан с саамскими популяциями, но часть жизни провел за пределами Финляндии — возможно, в Исландии. Авторы нового исследования пришли к выводу, что на рубеже XVI-XVII веков саамские сообщества не были изолированы, как предполагали многие исследователи. Люди путешествовали на далекие расстояния и поддерживали контакты с дальними регионами Северной Атлантики.
В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
Последние несколько лет по всему миру выходит множество работ о том, что микрочастицы искусственных полимеров накапливаются в тканях человека и могут быть небезопасны. Мы решили обратиться к академику Алексею Хохлову, чтобы дать трибуну противоположной точке зрения. Выбор между ними предлагаем сделать читателю.
Ученые РГУ нефти и газа (НИУ) имени И. М. Губкина предложили подход к отбору малодебетных нефтегазовых месторождений, которые составляют около 88% нераспределенного фонда нефтяных участков. Модель расчета поможет вовлечь в экономический оборот от 400 до 600 миллионов тонн ранее нерентабельных запасов.
В высокогорных районах Гималаев появился новый хищник. Он не боится людей, возглавляет стаи собак и все чаще заходит в деревни. Местные жители называют его «кхипшанг». Речь идет о гибриде гималайского волка и бродячей собаки. Ученые опасаются, что этот зверь изменит хрупкий баланс местной дикой природы и в скором времени станет весьма опасным для человека.
Релиз довольно неожиданно перенес время образования протонов и нейтронов в более раннее прошлое Вселенной. К сожалению, из его текста осталось неясным научное обоснование таких фундаментальных изменений в космологии. Также он резко передвинул в прошлое и момент возникновения реликтового излучения.
При совпадении нескольких условий наши глаза способны улавливать излучение в ближнем инфракрасном спектре. Тогда сетчатка начинает работать как нелинейный фотодетектор.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии