Учёные открыли механизм, ответственный за перестройки генома
Цель каждой делящейся клетки — точно разделить свой геном на две генетически идентичные дочерние клетки. Однако этот процесс часто нарушается и может быть причиной нового класса хромосомных аномалий, обнаруживаемых при раке и врождённых заболеваниях. Это показало новое исследование учёных из UT Southwestern Medical Center. Открытие, опубликованное в Nature, проливает свет на то, как раковые клетки быстро эволюционируют, приобретая геномные изменения, которые подпитывают их пролиферацию.
«Геномы рака невероятно сложны. Наши результаты дают фундаментальное понимание того, как формируются разнообразные паттерны хромосомных изменений и как они движут развитием рака», — сказал Питер Ли, доктор философии, доцент патологии и клеточной биологии, который руководил исследованием вместе с Юй-Фен Линь, доктором философии, старшим научным сотрудником.
Статья посвящена процессу, называемому хромотрипсисом (от греческого — катастрофическое разрушение хромосом на мелкие фрагменты).
Исследователи изучили, как осколки хромосом из аномальных структур, называемых микроядрами, перемещаются во время деления клетки. Они обнаружили, что фрагменты хромосом остаются склеенными вместе во время деления, а не рассеиваются по клетке. Это позволяет раздробленной хромосоме сегрегировать как единое целое в одну из двух дочерних клеток, где репаративная система клетки хаотично «сшивает» кусочки в неправильном порядке, формируя перестроенную хромосому.
Учёные идентифицировали белковый комплекс, состоящий из CIP2A и TOPBP1, который удерживает фрагменты ДНК вместе во время деления клетки. Геномные «подписи» этого процесса можно обнаружить в 25 типах рака, что приводит к потере критических генов-супрессоров опухолей.
«С момента открытия хромотрипсиса в геномах рака было загадкой, как фрагменты разбитой хромосомы могут собираться обратно, образуя «перемешанные» хромосомы. Теперь мы решили ключевую часть этой головоломки», — сказал доктор Ли.
Когда исследователи предотвращали «склеивание», удаляя ген, кодирующий CIP2A или TOPBP1, фрагменты хромосом рассеивались во время деления, накапливаясь в ядре и цитоплазме обеих дочерних клеток, что в итоге убивало их.
«Эти данные позволяют предположить, что хромосомно нестабильные и/или дефицитные по репарации ДНК опухоли с микроядрами могут быть уязвимы для ингибирования CIP2A», — сказал доктор Ли. Его лаборатория планирует продолжить изучение роли комплекса CIP2A-TOPBP1 в поддержании стабильности генома и того, может ли этот комплекс быть релевантной мишенью для лечения рака.