Vadinamojoje „šiukšlinėje“ DNR aptikta nauja vėžio mutacijų klasė

Vadinamojoje „šiukšlinėje“ DNR aptikta nauja vėžio mutacijų klasė

Gyvensena mityba, dietos, judėjimas

Naudodamiesi dirbtiniu intelektu, Garvano instituto mokslininkai rado galimus vėžio sukėlėjus, paslėptus vadinamuosiuose „šiukšlių“ DNR regionuose, atverdami galimybes naujam požiūriui į diagnozę ir gydymą.

Remiantis nauju Garvano medicinos tyrimų instituto tyrimu, nekoduojanti DNR – 98 % mūsų genomo, kuriame nėra nurodymų, kaip gaminti baltymus – gali būti raktas į naują vėžio diagnozavimo ir gydymo metodą.

Išvados, paskelbtos m Nukleino rūgščių tyrimaiatskleidžia mutacijas anksčiau nepastebėtuose genomo regionuose, kurie gali prisidėti prie mažiausiai 12 skirtingų vėžio formų ir progresavimo, įskaitant prostatos, krūties ir storosios žarnos vėžį.

Šis atradimas gali paskatinti ankstyvą diagnozę ir naujus daugelio vėžio tipų gydymo būdus.

„Nekoduojanti DNR kažkada buvo atmesta kaip „šiukšlinė DNR“, nes akivaizdžiai neveikia“, – sako dr. Amanda Khoury, Garvano tyrimų pareigūnė ir tyrimo bendraautorė. „Mūsų tyrimai nustatė mutacijas šiuose DNR regionuose, kurios gali atverti visiškai naują, universalų požiūrį į vėžio gydymą.

Vėžio sutrikusių DNR „inkarų“ tyrimas

Tyrėjai sutelkė dėmesį į mutacijas, turinčias įtakos baltymo, vadinamo CTCF, surišimo vietoms, kurios padeda sulankstyti ilgas DNR grandines į specifines formas. Ankstesniame darbe jie nustatė, kad šios surišimo vietos suartina tolimas DNR dalis, sudarydamos 3D struktūras, kurios kontroliuoja, kurie genai yra įjungti arba išjungti.

„Mes jau nustatėme CTCF surišimo vietų pogrupį, kuris yra „patvarus“, tai yra, jos veikia kaip genomo inkarai, esantys skirtingų tipų ląstelėse“, – sako dr. Khoury. „Mes iškėlėme hipotezę, kad jei šie inkarai suges, tai gali sutrikdyti normalią 3D genomo organizaciją ir prisidėti prie vėžio.”

Norėdami tai išbandyti, mokslininkai sukūrė naują sudėtingą mašininio mokymosi (AI) įrankį, pavadintą CTCF-INSITE, kuris naudojo genomines ir epigenomines ypatybes, kad nuspėtų, kurios CTCF vietos gali būti nuolatinės iš viso 12 vėžio tipų.

Tada jie įvertino daugiau nei 3000 navikų mėginių iš pacientų, kuriems buvo diagnozuota 12 vėžio tipų, kuriuos galima rasti Tarptautinio genomo konsorciumo duomenų bazėje, ir nustatė, kad nuolatiniai inkarai buvo daug mutacijų.

„Naudodami mašininio mokymosi įrankį nustatėme nuolatines CTCF surišimo vietas 12 skirtingų vėžio tipų“, – sako dr. Wenhan Chen, pirmasis tyrimo autorius. „Pažymėtina, kad mes nustatėme, kad kiekvienas vėžio mėginys turėjo bent vieną mutaciją nuolatinėje CTCF surišimo vietoje.”

„Šis tyrimas patvirtino, kad patvarios CTCF surišimo vietos yra „mutacijos taškai” sergant vėžiu. Manome, kad šios mutacijos suteikia vėžio ląstelėms išgyvenimo pranašumą, leidžiant joms daugintis ir plisti”, – priduria dr. Khoury.

Universalaus vėžio gydymo metodo link

Išvados gali turėti didelę reikšmę daugelio vėžio rūšių supratimui ir gydymui.

„Dauguma naujų vėžio gydymo būdų turi būti kruopščiai nukreipti į specifines mutacijas, kurios ne visada būdingos skirtingų tipų navikams, tačiau kadangi šie CTCF inkarai yra mutuojami įvairiuose vėžio tipuose, mes atveriame galimybę kurti metodus, kurie galėtų būti veiksmingi daugeliui vėžio tipų. vėžiu“, – sako profesorė Susan Clark, Garvano vėžio epigenetikos laboratorijos vadovė ir pagrindinė tyrimo autorė.

Mokslininkai dabar planuoja tolesnius didelio masto eksperimentus, naudojant CRISPR genų redagavimą, kad ištirtų, kaip šios inkaro mutacijos sutrikdo 3D genomą ir gali skatinti vėžio augimą.

„Dabar, kai atradome tai, kas, mūsų manymu, yra svarbūs genomo inkarai, ir parodėme, kad jie yra svarbūs genomo architektūros homeostazei palaikyti, prasminga, kad šios nekoduojančios DNR mutacijos sutrikdys šią homeostazę vėžio ląstelėje. hipotezę patikrinsime, kai jas redaguosime“, – sako profesorius Clarkas.

„Stebėdami paskesnį poveikį, tikimės nustatyti pagrindinius genus ar genų kelius, kuriuos paveikė mutacijos, kurie galėtų būti ankstyvo vėžio nustatymo žymenys arba naujų gydymo būdų tikslai.

„Šių įkalčių, paslėptų didžiuliame duomenų kiekyje, radimas yra galingas pavyzdys, kaip dirbtinis intelektas skatina medicininius tyrimus“, – sako ji. „Tai visiškai nauja vėžio tyrimo riba, ir mes džiaugiamės galėdami toliau tai tyrinėti.