大学公园,爸爸。——癌细胞经常在他们的DNA突变,可以给科学家线索如何治疗癌症启动或可能是最有效的。发现这些突变可能很困难,但是一项新的方法可能提供更完整、全面的结果。
一组研究人员开发了一个新的框架,可以结合三个现有的方法找到这些大突变-或结构变异成一个更完整的描述。
冯悦,宾夕法尼亚州立大学的生物化学和分子生物学助理教授医学院表示,新方法——发表在今天(9月10日)自然遗传学——可以帮助研究人员发现新的癌症细胞内DNA结构变化和了解这些癌症开始。
“我们能够设计和使用这种计算框架连接在一起的三个方法,得到最全面的基因组,”孙悦说。“每个方法本身只能审查部分结构性变化,但是当你整合三种不同方法的结果,你可以得到最全面的癌症基因组。”
结构性变异大DNA的突变可以导致致癌基因被开启。例如,大脑某些类型的癌症,如类型折磨参议员约翰·麦凯恩和爱德华·肯尼迪,可能是由于结构性变异放大某些致癌基因。在某些癌症,了解病人有异常则可以帮助医生决定最好的治疗方案。
悦说找到这些结构性变异很重要,因为以下几个原因。
“如果你是一个癌症患者,了解结构变异导致癌症可以帮助我们理解为什么你生病和可能的治疗可能是最好的,”孙悦说。
研究人员使用三个现有的方法寻找结构性变异:光学映射,高通量染色体构象捕获(称为高c),和全基因组测序,这被用来发现大多数已知的结构变异。
使用他们的新方法,研究人员能够找到30多个类型的癌症细胞的结构变化。科学家小组也可以使用相同的方法来开始学习为什么某些类别的结构变异可能会导致癌症。
“许多结构性变异在人类癌症并不会直接影响基因,”杰西·迪克森说,索尔克研究所的研究员在圣地亚哥,和工作的合作者之一。“相反,许多结构性变异出现在基因组的非编码部分,人们在历史上被称为垃圾DNA,并且它可以有点神秘,为什么这些可能导致癌症。”
研究人员能够观察到的是一些结构性变异似乎影响调节基因非编码DNA序列的“开关”。缺陷开关防止适当打开或关闭特定基因,这可能导致癌症。
“许多癌症,基因本身是好的,但“开关”控制是什么导致的问题,”孙悦说。“用我们的方法,这是可能的,我们可以发现开关坏了,找到一个治疗基于开关的具体目标。如果是关闭,例如,也许我们可以用基因编辑技术来把它重新打开。”
他们还使用了高c方法探索结构的变化如何影响3 d基因组结构,细胞内的DNA折叠本身。
“细胞虽小,但是他们的DNA很长。在一条线,一个细胞的所有DNA将超过两米长,“工作德克博士说,程序的教授和主任在马萨诸塞大学系统生物学,霍华德休斯医学研究所的研究员和高级该论文的作者之一。“这就是为什么DNA需要折叠以复杂的方式。我们发现癌细胞基因组改变可导致基因组如何折叠的差异,这可能会导致基因的情况被错误的开启或关闭监管开关。”
团队的科学家能够发现癌细胞基因组结构变异影响折叠,而这些变化可能会导致癌症。
“发现我们过去了是我们的基因组是折叠成不同的结构,就像小社区,”迪克森说。“就好像一些结构性变异导致这些变化的社区,这样的致癌基因从一个社区基因保持沉默到一个基因就被激活了。”
在未来,越和他的研究小组计划申请更多的癌症患者和他们的新方法与宾夕法尼亚州立大学个性化医学研究所紧密合作。科学家们认为,这项工作可能会导致一个更好的预测能力的结构变异可能导致癌症,以及他们可能是针对哪些基因。
“如果我们能够了解哪些基因突变是开车,这可能表明,癌症将会容易被特定的药物,治疗目标基因,”孙悦说。”这种方法在过去很富有挑战性的基因组的非编码结构突变。”
国立卫生研究所,霍华德•休斯医学研究所,欧洲研究委员会,英国癌症研究中心和威康信托基金会帮助支持这项工作。