Stanice karcinoma možda duguju neku svoju destruktivnu prirodu jedinstvenom DNK, u obliku krafne, prema novom istraživanju.
Studija, objavljena danas (20. studenog) u časopisu Nature, otkrila je da se u nekim ćelijama raka DNK ne pakira u strukture slične nitima kao što je to slučaj u zdravim stanicama, već se genetski materijal savija u prstenastu poput oblika koji rak čini agresivnijim.
"DNK prenosi informacije ne samo svojim redoslijedom, već i oblikom", rekao je suparnički autor Paul Mischel, profesor patologije na Sveučilištu Kalifornija u San Diegu.
Kao što se možda sjećate iz biološke nastave, većina našeg DNK-a spakirana je u ćelijskim jezgrama u strukturama poznatim kao kromosomi. Gotovo sve stanice imaju 23 para kromosoma, od kojih se svaki sastoji od 1,82 metra DNK-a čvrsto namotanog oko skupina proteina koji služe kao skele.
Ova struktura upakirana u džemat omogućava da nekim genima budu dostupne molekule koje „čitaju“ i provode genetske upute, dok drugi geni ostaju skriveni. Rezultat je visoko regulirana mehanizacija koja sprečava ćeliju da izvršava neželjene genetske upute i ne umnožava (stvara nove "kćeri stanice") na pogrešan način.
"Sve što smo naučili o genetici govori da bi promjene trebale biti sporo", rekao je Mischel Live Science. No, prije nekoliko godina, Mischel i njegov tim otkrili su da se kod određene vrste raka mozga zvane glioblastoma tumori "činilo da se mogu mijenjati brzinom koja jednostavno nema smisla". Čini se da tumorske stanice, dok su se dijelile na kćeri, nekako pojačavaju izraz onkogena - gena koji mogu redovitu stanicu transformirati u kancerogenu.
Pokazalo se da su se neke od tih pojačanih kopija onkogena "uklonile iz kromosoma", rekao je Mischel. Nakon što su se odvojili od kromosoma, oni su se družili na drugim komadima DNA unutar ćelije, prema dokumentu koji su autori objavili u časopisu Science 2014. Oni su tada otkrili da ti "ekstrahromosomski" dijelovi DNK (ecDNA) zapravo nastaju u gotovo polovice ljudskog karcinoma, ali rijetko su otkriveni u zdravim stanicama, otkriće su autori izvijestili u radu objavljenom u časopisu Nature 2017. godine.
U ovom su novom istraživanju shvatili zašto je ecDNA tako robusna. Kombinacija slikovnih i molekularnih analiza otkrila je da su ovi komadi DNK omotani oko proteina u obliku prstena, slično kružnom DNK koji se nalazi u bakterijama.
Ovaj oblik prstena znatno olakšava staničnoj mašineriji pristup genetskim informacijama - uključujući onkogene - tako da ih može brzo prepisati i izraziti (na primjer, uputiti zdravu stanicu da postane karcinom), rekao je Mischel. Ova jednostavna dostupnost omogućuje tumorskim stanicama da stvaraju velike količine onkogena koji potiču tumor, brzo se razvijaju i lako se prilagođavaju promjenjivom okruženju.
Nadalje, istraživači su otkrili da za razliku od zdravih stanica koje svoje gene dijele na stanice kćeri na pravilan i očekivan način, ove stanice raka raspodjeljuju svoju ekDNA nasumičnim načinima. To je poput "tvornice za ispumpavanje tona i tona onkogena", što dovodi do toga da će neke kćeri dobiti više primjeraka onkogena u jednoj staničnoj podjeli, rekao je Mischel.
"Ovo je vrlo uzbudljiva studija", rekao je Feng Yue, direktor Centra za genomiku raka na Sveučilištu Lurie Cancer Center sa sjeverozapadnog svijeta, koji nije bio uključen u istraživanje. "Ovaj rad predstavlja konceptualni napredak kako ecDNA doprinosi onkogenezi u karcinomu ljudi."
Mischel i neki drugi autori studije su suosnivači tvrtke Boundless Bio Inc., tvrtke koja istražuje ec-DNA terapije. Koautor studije Vineet Bafna je također suosnivač i ima udio u vlasništvu tvrtke Digital Proteomics, ali autori tvrde da niti jedna kompanija nije bila uključena u ovo istraživanje.
