癌基因的年齡和功能在很大程度上決定了它們的突變狀態(tài)
科學(xué)家們說,他們現(xiàn)在更好地理解為什么地球上最早的動(dòng)物進(jìn)化過程中形成的某些基因在癌癥發(fā)展過程中受到特定機(jī)制的特別損害(或失調(diào))。他們的研究(“ 早期后生動(dòng)物基因中的體細(xì)胞突變破壞癌癥中單細(xì)胞和多細(xì)胞基因之間的調(diào)節(jié)聯(lián)系 ”)發(fā)表在eLife上,表明研究這種調(diào)節(jié)異常對(duì)癌細(xì)胞整個(gè)功能的影響可能為潛在的發(fā)展提供有用的見解。新療法。
癌癥是一種復(fù)雜疾病,其特征在于每個(gè)患者特有的細(xì)胞突變。但是所有癌癥都具有相似的生物學(xué)特征,稱為標(biāo)志,包括細(xì)胞復(fù)制失調(diào)和分化喪失。以前的研究表明,這些標(biāo)志可以解釋為癌癥中多細(xì)胞的失調(diào)。
“在癌癥中觀察到廣泛的轉(zhuǎn)錄改變,其中許多激活在單細(xì)胞生物中建立的核心生物過程或抑制后生動(dòng)物中形成的分化途徑。通過對(duì)來自一系列實(shí)體腫瘤的基因組學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行嚴(yán)格的綜合分析,我們發(fā)現(xiàn)腫瘤中的許多轉(zhuǎn)錄變化與破壞人類基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)(GRN)中單細(xì)胞和多細(xì)胞基因之間調(diào)節(jié)相互作用的突變有關(guān)。復(fù)發(fā)點(diǎn)突變?cè)谶B接單細(xì)胞和多細(xì)胞子網(wǎng)的調(diào)節(jié)基因中富集,而拷貝數(shù)改變影響GRN明顯單細(xì)胞和多細(xì)胞區(qū)域的下游靶基因,“研究者寫道。
“我們的研究結(jié)果將腫瘤發(fā)生的驅(qū)動(dòng)因素描述為在早期多細(xì)胞生命進(jìn)化過程中產(chǎn)生關(guān)鍵調(diào)節(jié)關(guān)聯(lián)的基因,其功能障礙導(dǎo)致GRN原始成分的廣泛失調(diào)。我們?cè)诖诉^程中發(fā)現(xiàn)的幾個(gè)重要基因與藥物反應(yīng)相關(guān),證明了我們的方法具有潛在的臨床價(jià)值。
澳大利亞維多利亞州Peter MacCallum癌癥中心的博士后研究員,主要作者Anna Trigos博士說:“我們之前的工作指出,單細(xì)胞生物體內(nèi)出現(xiàn)的細(xì)胞過程與多細(xì)胞物種中的細(xì)胞過程之間存在廣泛的癌癥調(diào)節(jié)異常。” “在我們目前的研究中,我們想研究突變?cè)诎┌Y多細(xì)胞調(diào)節(jié)失調(diào)中的作用。”
利用計(jì)算分析,Trigos和研究小組探討了癌癥基因的突變狀態(tài)如何與基因出現(xiàn)時(shí)的進(jìn)化時(shí)間點(diǎn)以及它們?cè)谌祟惢蛘{(diào)控網(wǎng)絡(luò)中的作用和位置相關(guān)聯(lián)。他們的目的是更清楚地了解個(gè)體患者癌癥中突變景觀的多樣性如何與特定標(biāo)志一致。
他們的研究表明,超過9,000個(gè)患者樣本中的30種不同實(shí)體腫瘤類型的突變破壞了古代單細(xì)胞物種中進(jìn)化的基因之間的調(diào)節(jié),以及最近獲得的在多細(xì)胞發(fā)生時(shí)進(jìn)化的基因。他們還發(fā)現(xiàn),這種破壞是通過不同的機(jī)制發(fā)生的。
“人類調(diào)控網(wǎng)絡(luò)中連接單細(xì)胞祖先基因和多細(xì)胞物種獨(dú)特基因的關(guān)鍵基因在基因關(guān)鍵位置有更多突變影響單個(gè)核苷酸(DNA或RNA的結(jié)構(gòu)成分),可能導(dǎo)致級(jí)聯(lián)廣泛下游失調(diào)的影響,“Trigos解釋說。
另一方面,她補(bǔ)充說,導(dǎo)致基因拷貝獲得或喪失的突變過程不會(huì)影響這些調(diào)節(jié)基因,而是分別激活或滅活單細(xì)胞或多細(xì)胞系祖先的特定基因組。
“這些結(jié)果共同提供了全面的證據(jù),證明癌癥基因突變的頻率和類型都受到特定基因進(jìn)化年齡及其調(diào)節(jié)功能的強(qiáng)烈影響,”高級(jí)作者兼集團(tuán)領(lǐng)導(dǎo),大學(xué)教授David Goode博士說。 Peter MacCallum癌癥中心。“我們的方法可以用來確定特定腫瘤中哪些突變是最重要的,創(chuàng)造一個(gè)新的框架,隨著基因組學(xué)的進(jìn)一步發(fā)展將為未來的癌癥研究提供越來越多的信息。”
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