Celice raka lahko del uničevalne narave dolgujejo edinstvenemu DNK v obliki krofa, navaja nova raziskava.
Študija, objavljena danes (20. novembra) v reviji Nature, je pokazala, da se v nekaterih rakavih celicah DNK ne spakira v nitke podobne strukture, kot se to dogaja v zdravih celicah - raje se genetski material zloži v obroč, kot je oblika, zaradi katere je rak bolj agresiven.
"DNK sporoča informacije ne samo v svojem zaporedju, temveč tudi v svoji obliki," je dejal soigralec Paul Mischel, profesor patologije na kalifornijski univerzi v San Diegu.
Kot se morda spomnite iz razreda biologije, je večina naše DNK zbrana znotraj jeder celice v strukturah, ki jih poznamo kot kromosomi. Skoraj vse celice imajo 23 parov kromosomov, od katerih je vsak sestavljen iz približno 1,80 metra DNK, tesno ovitega okoli skupin beljakovin, ki služijo kot ogrodje.
Ta zamazana struktura omogoča, da so nekateri geni dostopni molekulam, ki "berejo" in izvajajo genetska navodila, medtem ko drugi geni ostanejo skriti. Rezultat je visoko regulirana mehanizacija, ki preprečuje, da bi celica zmotno izvajala neželene genetske napotke in ne zmotno kopirala (ustvarjala nove "hčerinske celice").
"Vse, kar smo se naučili o genetiki, pravi, da bi morale biti spremembe počasne," je Mischel povedala za Live Science. Toda pred leti so Mischel in njegova ekipa ugotovili, da se pri določeni vrsti možganskega raka, imenovanem glioblastom, tumorji "zdi, da se lahko spremenijo s hitrostjo, ki preprosto nima nobenega smisla." Zdi se, da so tumorske celice, ko so se razdelile na hčerinske celice, nekako povečale izražanje onkogenov - genov, ki lahko navadno celico pretvorijo v rakavo.
Izkazalo se je, da so se nekateri od teh ojačenih kopij onkogenov "odvezali iz kromosomov", je dejal Mischel. Avtorji, ki so jih objavili v reviji Science, so leta 2014 odkrili na kromosomih in se družili na drugih kosih DNK v celici. Nato so ugotovili, da se ti ekstrahromosomski koščki DNK (ekDNA) dejansko pojavljajo pri skoraj polovici človeških rakavih obolenj, ki pa so jih pri zdravih celicah le redko odkrili, so ugotovili avtorji v članku, objavljenem v reviji Nature leta 2017.
V tej novi raziskavi so ugotovili, zakaj je ekDNA tako močna. Kombinacija slikanja in molekularne analize je pokazala, da so ti kosi DNK oviti okoli beljakovin v obliki obroča, podobno kot krožni DNK, ki ga najdemo v bakterijah.
Ta oblika obroča mnogo olajša dostop do strojne opreme celice do množice genetskih informacij - vključno z onkogeni -, da jih lahko hitro prepisuje in izrazi (na primer, zdravi celici naročite, da postane rakava), je dejal Mischel. Ta enostavna dostopnost omogoča, da tumorske celice ustvarijo velike količine onkogenov, ki spodbujajo tumor, se hitro razvijejo in se zlahka prilagodijo spreminjajočemu se okolju.
Raziskovalci so ugotovili, da te rakave celice v nasprotju z zdravimi celicami, ki svoje gene razdelijo hčerinskim celicam na pravilen in pričakovan način, naključno razdelijo svojo ekDNA. To je kot "tovarna za črpanje ton in ton onkogenov", kar vodi v to, da nekatere hčerinske celice prejemajo več kopij onkogenov v eni celični delitvi, je dejal Mischel.
"To je zelo vznemirljiva študija," je dejal Feng Yue, direktor Centra za genomiko raka na severozahodni univerzi Lurie Cancer Center, ki ni bil vključen v raziskavo. "To delo predstavlja idejni napredek, kako ecDNA prispeva k onkogenezi pri človeškem raku."
Mischel in nekateri drugi avtorji študije so soustanovitelji podjetja Boundless Bio Inc., ki raziskuje terapije na osnovi ec-DNA. Soavtorica študije Vineet Bafna je tudi soustanoviteljica in ima lastniški delež v družbi Digital Proteomics, vendar avtorji trdijo, da v to raziskovanje ni sodelovalo nobeno podjetje.
