Uue uuringu kohaselt võivad vähirakud võlgneda osa nende hävitavast olemusest unikaalsele, sõõrikujulisele DNA-le.
Täna (20. novembril) ajakirjas Nature avaldatud uuring leidis, et mõnedes vähirakkudes ei pakku DNA niiditaolistesse struktuuridesse nagu tervetel rakkudel - pigem voldib geneetiline materjal ringiks - nagu kuju, mis muudab vähi agressiivsemaks.
"DNA ei edasta teavet mitte ainult selle järjestuses, vaid ka vormis," ütles San Diegos asuva California ülikooli patoloogiaprofessor Paul Mischel.
Nagu võite bioloogiaklassist mäletada, on suurem osa meie DNAst pakitud tihedalt raku tuumadesse kromosoomidena tuntud struktuuridesse. Peaaegu kõigil rakkudel on 23 paari kromosoome, millest igaüks koosneb umbes 6 jalga (1,82 meetrit) DNA-st, mis on tihedalt keritud ümber valkude rühmade, mis toimivad karkassina.
See moosist pakatav struktuur võimaldab mõnel geenil pääseda molekulide kaudu, mis "loevad" ja teostavad geneetilisi juhiseid, samal ajal kui teised geenid jäävad varjatuks. Selle tulemuseks on hästi reguleeritud masinad, mis hoiavad raku soovimatute geneetiliste juhiste täitmise ja ebakorrektse reprodutseerimise (uute "tütarrakkude" loomise) eest.
"Kõik, mida oleme geneetika kohta õppinud, ütleb, et muutused peaksid olema aeglased," rääkis Mischel Live Science'ile. Kuid aastaid tagasi leidsid Mischel ja tema meeskond, et teatud tüüpi ajuvähi puhul, mida nimetatakse glioblastoomiks, näisid kasvajad "olevat võimelised muutuma kiirusel, millel lihtsalt polnud mingit mõtet". Tüvirakkudeks jaotatuna näisid kasvajarakud kuidagi võimendavat onkogeenide ekspressiooni - geenid, mis võivad muuta tavalise raku vähirakkudeks.
Selgus, et mõned neist onkogeenide võimendatud koopiatest olid "end kromosoomidest lahti sidunud", ütles Mischel. Autorid ajakirjas Science 2014. aastal avaldatud paberi kohaselt rippusid nad kromosoomidest lahti ja rippusid raku sees teiste DNA tükkidega. Seejärel leidsid nad, et need kromosoomivälised DNA tükid (ecDNA) toimuvad tegelikult peaaegu pooltes inimese vähktõbedest, kuid neid on tervetes rakkudes avastatud harva, leidsid autorid 2017. aastal ajakirjas Nature avaldatud paberlehes leidu.
Selles uues uuringus mõistsid nad välja, miks ecDNA on nii jõuline. Kujutise ja molekulaarse analüüsi kombinatsioon näitas, et need DNA tükid on mähitud proteiinide ümber rõngakujuliseks, sarnaselt bakterites leiduva ümmarguse DNA-ga.
See rõngakujundus muudab raku masinatele juurdepääsu paljudele geneetilisele teabele - sealhulgas onkogeenidele - hõlpsamaks, nii et see saaks neid kiiresti transkribeerida ja ekspresseerida (näiteks juhendada tervet raku vähktõbe muutma), ütles Mischel. See lihtne ligipääsetavus võimaldab kasvajarakkudel genereerida suures koguses kasvajat soodustavaid onkogeene, kiiresti areneda ja muutuva keskkonnaga hõlpsalt kohaneda.
Veelgi enam, teadlased leidsid, et erinevalt tervetest rakkudest, mis jaotavad geenid tütarrakkudele regulaarselt ja eeldatavalt, jaotavad need vähirakud oma ecDNA juhuslikult. Mischel ütles, et see on nagu "tonnide ja onkogeenide pumpamise tehas", mille tulemusel saavad mõned tütarrakud onkogeenide mitu koopiat ühes rakujaotuses.
"See on väga põnev uuring," ütles Loodeülikooli Lurie vähikeskuse vähigenoomika keskuse direktor Feng Yue, kes polnud uuringuga seotud. "See töö kujutab endast kontseptuaalset edasiminekut selle kohta, kuidas ecDNA aitab kaasa inimese vähi onkogeneesile."
Mischel ja mõned teised uuringu autorid on ettevõtte Boundless Bio Inc. asutajad, ettevõte, mis tegeleb ö-DNA-l põhinevate teraapiate uurimisega. Uuringu kaasautor Vineet Bafna on ka kaasasutaja ja omab osalust ettevõttes Digital Proteomics, kuid autorid väidavad, et kumbki ettevõte ei olnud selle uurimistööga seotud.
