Стало известно, как возникают крупные мутации в раковых клетках

Машинное обучение помогло биологам из ВШЭ узнать, как возникают крупные мутации в человеческом геноме и как с ними связана структура нитей ДНК. По словам ученых, геномы опухолевых клеток содержат самые разные мутации, как точечные, так и крупные. В частности, в первом случае из ДНК пропадает один нуклеотид и вместо него встраивается другой. «Мы изучали крупные мутации, в которых куски генома, от 2 до нескольких миллионов нуклеотидов, удаляются, переворачиваются, копируются и вставляются в другое место», — поясняет Мария Попцова из Высшей школы экономики.

Специалисты установили, что эти структуры играют значимую роль в формировании крупных мутаций в геноме, изучив то, где встречаются и к каким последствиям приводили такие перестановки в ДНК, выявленных в клетках раковых больных. Генетики проанализировали в общей сложности больше 487 тыс. мутаций, обнаруженных в 2 тыс. опухолей и каталогизированных в базе данных проекта International Cancer Genome Consortium. Эта обширная коллекция помогла экспертам не только понять, откуда берутся мутации, но и выявить, какие типы таких изменений были характерны для разных видов рака. В целом, крупные сдвиги в структуре генома чаще всего случались внутри 2 типов структур, G-квадруплексов и шпилек. Мутации в этих регионах при этом встречались с различной частотой для каждого типа опухоли.

Например, «опечатки» в шпильках чаще становятся причиной лейкоза, рака печени, мозга и предстательной железы. Повреждения квадруплексов, в свою очередь, ведут к развитию карциномы яичника, меланомы, рака костей, груди и поджелудочной железы. Вероятность появления мутации зависела не только от структуры ДНК, но также и от того, как была устроена белковая «упаковка» генома в точке, где находятся шпильки или G-квадруплексы. Изменения в ее структуре, как показали исследователи, не только повышает или понижает то, насколько часто клетка читает тот или иной ген, но также влияет на вероятность возникновения рака.  Эти особенности структуры и упаковки генома, предположительно, можно использовать, чтобы бороться с опухолями или предотвращать их появление. Повышение прочности G-квадруплексов может лишить клетки рака возможности бесконечно размножаться, поскольку они не смогут удлинить концевые участки хромосом, где эти структуры встречаются особенно часто, - пишет РИА Новости.

Islam-today