常见的癌症基因调节RNA“暗物质”

关键基因突变发生在癌症早期改变RNA“暗物质”,导致释放以前未知的RNA生物标记物对癌症早期检测,加州大学圣克鲁斯分校的研究人员的一项新研究发表在《华尔街日报》细胞的报道所示。

研究人员检查了KRAS基因的突变的影响,这是最经常在所有癌症突变基因,包括胰腺、肺、结肠直肠癌。喀斯特最初被认为是一个“司机”突变导致癌症形成,这使得理解和检测癌症在早期阶段。

在这项研究中,生物分子工程学的助理教授Daniel Kim的实验室专注于KRAS突变的肺癌,以确定其对RNA的影响“暗物质”,这是来自75%的人类基因组30亿个碱基对,目标是发现新的RNA为癌症早期检测生物标记物。

“你发现越早,有人得了癌症,他们就越有可能度过治疗和手术,”金说,他隶属于加州大学圣克鲁兹基因组学研究所,研究所干细胞的生物学,分子生物学中心的RNA,是一个准会员金丝雀中心的斯坦福大学癌症早期检测。“数以百万计的人死于癌症每年在世界各地,有迫切需要开发高度敏感和特定的诊断测试,使癌症早期检测,之前已经扩散到身体的其他部位。”

金正日的实验室研究KRAS基因如何调节转录组,所有的RNA在细胞中产生。RNA的最常见的功能是作为“信使”,DNA的遗传信息编码,转换成蛋白质,但是最近的基因组学的进步表明,绝大多数非编码RNA的和不会使蛋白质。金正日的实验室专注于研究这个非编码RNA,的目的使用这个信息来更好地理解癌症的形成和确定新的癌症早期检测生物标记物。

在这项研究中,由金实验室博士生在生物分子工程和国家卫生研究院F99 /罗马Reggiardo K00研究员,研究人员发现,KRAS突变在肺癌也激活干扰素刺激基因,是出现在许多癌症,但一直不清楚的原因。

他们还确定,KRAS突变引起的一类基因的沉默叫做带锌指基因,,根据金,没有见过的癌症。当这些基因关闭,某些类型的非编码rna是异常激活。许多这样的新激活的非编码rna来自转座的元素,这是重复的元素中发现数百万整个人类基因组,其中一些有潜力在基因组和改变它“跳”。

研究人员发现,这些转座因子不仅KRAS突变细胞内rna打开,他们也运输以外的细胞。鉴于RNA从癌细胞被释放到血液中,这些转座因子RNA可能作为信号能被探测到的致癌突变喀斯特的血液通过RNA序列。

金认为,这强烈的、健壮的RNA签名是为癌症的早期诊断非常有前途。这将通过血液测试被称为“液体活检,”一个微创的方法相比传统的肿瘤组织活检。

这些新出版的结果被发现通过使用细胞培养模型,在研究人员KRAS突变引入良性肺细胞,把他们推到癌变状态。他们表现RNA序列使用几种不同的技术,进行了计算分析,以确定哪些RNA在细胞表达更普遍KRAS基因突变与控制细胞。

研究人员执行额外的外遗传性分析实验,观察基因开启或关闭不改变DNA序列本身。他们还执行细胞外泡分解动作,确定哪些rna打包成细胞外囊泡,优先从癌细胞分泌受到KRAS基因突变的影响。

其他实验室谁促成了这项研究包括生物分子工程学的助理教授安吉拉·布鲁克斯的实验室,斯坦福大学的放射学教授Utkan Demirci的实验室,加州大学旧金山分校的医学教授埃里克•Collisson的实验室和杰森·费尔南德斯从生物分子工程学教授大卫·Haussler的实验室。

“我们真的在一个跨学科的环境,鼓励我们以不同的方式思考RNA和癌症,”第一作者Reggiardo说。

在正在进行的和未来的工作中,金正日实验室旨在进一步证实他们小说的结果通过分析肺癌患者的血液样本来验证他们的新发现RNA签名出现在这些病人。这样做将与他们的斯坦福金丝雀中心同事Utkan Demirci斯坦福通过协作和其他人从国防部授予。他们希望开发一个测试可以检测这些RNA签名作为肺癌的早期诊断的生物标志物。

此外,他们预计,这项研究发展的方法可以作为一个框架,用于开发一种RNA液体活检multi-cancer早期检测平台。

“现在我们知道的RNA签名癌症的早期事件,这将帮助我们开发癌症早期检测的新方法,这将有希望帮助挽救很多人的生命在未来,”金说。

参考:Reggiardo再保险、Maroli SV Halasz H, et al .突变喀斯特调节转座因子RNA和先天免疫通过带锌指基因。细胞代表。40 2022;(3)。doi:10.1016 / j.celrep.2022.111104

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