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DNA破裂或会重新调节癌症基因的控制机制
发布时间:2020-04-02

理解介导癌症基因组中广泛DNA损伤的机制一直以来都是癌症研究人员非常感兴趣的研究领域,近日,一项刊登在国际杂志Genome Biology上的研究报告中,来自贝勒医学院等机构的科学家们通过研究发现,基因组结构的变异或许能作为人类癌症中DNA甲基化改变(基因控制的一种形式)的一种特殊机制。

图片来源:NIH

文章中,研究人员收集了1400多个人类癌症的全基因组测序、基因表达和DNA甲基化数据,他们发现,结构变异会不断改变DNA的甲基化,从而影响数百个基因的表达,这从总体上降低了癌症DNA甲基化的整体水平。研究者Chad Creighton教授说道,当基因组中一个部位的DNA片段移动到另一个位置上时就会出现基因组结构的变异,因此,当对DNA片段进行测序后研究者就会发现来自两个DNA片段在基因组上会发生融合,这就会干扰DNA编码的指令。

研究者分析了基因组结构变异对人类癌症中DNA甲基化和基因表达的影响,他们对人类癌症基因组图谱和全基因组胰腺癌分析计划中的数据进行分析,这些数据包括贯穿整个基因组的分子改变,即包括多种癌细胞中的蛋白编码基因和调节区域,同时还以来自非癌变组织的相同信息作为研究对照。研究者发现,在相当一部分癌症类型中,基因组结构变异在改变DNA甲基化上扮演着非常关键的角色,DNA甲基化是一种能控制基因表达的特殊方式,同时其也是表观基因组的一部分,表观基因组涉及对DNA的所有化学修饰,同时还与调节基因组中基因表达的蛋白直接相关。

研究者Creighton说道,在多种癌症类型中,甲基化的改变往往会以一种非随机的方式发生,这些基因中的一部分此前就发现与癌症有关,但研究者还鉴别出了一些此前认为与癌症并无关联的基因,一些基因可能会直接参与患者发病。总的来说,结构变异与DNA甲基化的整体水平下降有关。在癌症中,表观基因组会发生改变,而在当前研究中,结构变异就是改变表观基因组的一种重要机制。研究者认为,在不同的癌症中,特定癌症中存在的结构变异数量是并不相同的,一些癌症可能并不会发生很大改变,而有些癌症则会出现广泛的结构变异,这就能帮助研究人员根据癌症的结构变异程度对其进行有效分类。

相关分析还能为研究者提供其它信息,比如研究者就发现,携带高水平DNA改变的癌症往往趋向于免疫细胞的浸润水平下降,这对于癌症免疫疗法的开发或许意义重大;本文研究结果表明,结构变异不仅在音符DNA序列错误上扮演关键角色,其还能在表观遗传学水平下影响DNA的表达,后期当研究者寻找癌症诱因时,他们或许可以考虑一下结构变异对DNA甲基化的影响效应。