«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 Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.
Деревья растут и люди стареют не потому, что идет время, а из-за происходящих внутри них процессов. Но можно ли сказать, что именно эти процессы порождают время? Ученый создал маленькую Вселенную, в которой дела обстоят именно так.
Ученые выяснили, что золото владеет уникальной «техникой самообороны», которая защищает его от потускнения. Оказалось, атомы на поверхности этого металла способны самостоятельно перестраиваться в особые защитные структуры. Такой невидимый барьер блокирует контакт с кислородом и подавляет процесс окисления в триллион раз эффективнее, чем поверхность любого другого металла.
Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.
Ученые выяснили, почему интервальное голодание для многих оказывается эффективнее обычных диет. Исследование показало, что ограничение времени для приема пищи избавляет худеющего от изнуряющего ощущения жесткого контроля и при этом позволяет сбросить ровно столько же, сколько при скрупулезном подсчете калорий.
Деревья растут и люди стареют не потому, что идет время, а из-за происходящих внутри них процессов. Но можно ли сказать, что именно эти процессы порождают время? Ученый создал маленькую Вселенную, в которой дела обстоят именно так.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
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