خطرات جهش DNA با مفاهیمی برای تکامل سرطان

به گزارش واحد ژنتیک پایگاه اطلاع رسانی علوم آزمایشگاهی ایران، جهش هایی که به طور مداوم در هر سلول بدن ما رخ می دهند، عامل اصلی سرطان، پیری و تخریب عصبی هستند. در حالی که قرار گرفتن در معرض مواد شیمیایی جهش زا، یا اشتباهات در فرآیندهای سلولی در طول تکثیر DNA به این جهش ها کمک می کند، توزیع دقیق و الگوهای این تغییرات در کروموزوم های انسان تا کنون یک راز باقی مانده است. دکتر فران سوپک، محقق ICREA و رئیس آزمایشگاه علم داده ژنوم در IRB بارسلونا، به بررسی چشم انداز جهش های DNA پرداخته و الگوهای غیرمنتظره ای را آشکار کرده اند که افراد را از نظر خطر جهش متمایز می کند. کار قبلی این آزمایشگاه یک نسخه گر املای ژنومی را شناسایی کرد، یک مکانیسم ترمیم DNA که به کاهش خطرات جهش در بخش های کلیدی کروموزوم های انسانی اختصاص دارد. با تکیه بر این یافته ها، مطالعه حاضر با هدف تعیین اینکه آیا خطر جهش بین افراد متفاوت است یا خیر، و اگر چنین است، مکانیسم هایی که این تفاوت ها را به وجود می آورند را شناسایی کند. این تحقیق نه تنها درک ما را از عوامل مؤثر بر توزیع نرخ جهش گسترش می دهد، بلکه مفاهیم مهمی برای تکامل سرطان، استراتژی های درمانی و پیشرفت های پزشکی بازساختی دارد.

تجزیه و تحلیل داده های بزرگ ژنومی

برای پاسخ به این سؤالات، محققان تجزیه و تحلیل جامعی از توالی ژنوم بیش از 4000 تومور از اندام های مختلف انجام دادند. بر خلاف مطالعات قبلی که بر خطرات جهش خاص بافت تمرکز داشتند، این مطالعه به طور خاص تفاوت های فردی در حساسیت به جهش ها را هدف قرار داد. این تیم با استفاده از رویکرد داده های بزرگ ژنومی، از الگوریتم برای شناسایی الگوهای تکرارشونده در بخش های کروموزوم استفاده کرد. آنها 13 الگوی متمایز را کشف کردند که 10 مورد مربوط به انواع مختلف بافت بود. به طور غیرمنتظره، سه الگوی باقی مانده تقریباً در تمام بافت ها مشاهده شد، در نتیجه نشان داد که تراکم جهش در ژن های خاص به طور قابل توجهی بین افراد متفاوت است.

اتصال نقطه ها

برای درک این الگوهای غیرمنتظره، محققان داده های اضافی از جمله بیان ژن و انحرافات ژنتیکی را در سلول های سرطانی بررسی کردند. این تجزیه و تحلیل از همبستگی شگفت آور بین افزایش تکثیر سلولی و تغییرات در خطرات جهش پرده برداشت. اختلالات در دو ژن مهم سرکوبگر تومور، TP53 و RB1، شناخته شده برای تنظیم چرخه تقسیم سلولی، به عنوان تأثیرگذاران کلیدی شناسایی شدند که باعث تغییرات در خطر جهش در کروموزوم ها می شوند. این بخش های کروموزوم نه تنها خطرات جهش تغییر یافته را نشان می دهند بلکه بازسازی در مقیاس بزرگ از مناطق کروموزومی معمولاً غیرفعال را نشان می دهند. این بازسازی، که با افزایش تکثیر سلولی مرتبط است، تغییرات در خطرات جهش را منعکس می کند و بینش منحصربه فردی را در مورد تأثیر متقابل بین جهش ها و تغییرات اپی ژنتیک ارائه می دهد.

رمزگشایی تکامل سرطان

مفاهیم این مطالعه فراتر از تحقیقات بنیادی است. دانشمندان با شناسایی ژن های ایجاد کننده سرطان که بیشتر تحت تاثیر تغییرات در خطر جهش بین افراد قرار می گیرند، نقشه راهی برای پیش بینی مسیر تکامل سرطان ارائه کرده اند. این دانش به ویژه برای پیش بینی پاسخ ها به درمان سرطان مرتبط است، زیرا می تواند به پیش بینی ایجاد جهش های مقاوم به دارو در تومورها کمک کند. این مطالعه همچنین بینش های ارزشمندی را در مورد اپی ژنتیک سلول های انسانی ارائه می دهد، که نشان می دهد اپی ژنوم در پاسخ به افزایش یا اختلال تکثیر سلولی دستخوش تغییرات چشمگیری می شود.