Ученые выяснили, как возникают хаотические хромосомные мутации

Фото из открытых источников

Исследование, проведенное Грегом Нго и профессором Дунканом Бэрдом из Медицинской школы Кардиффского университета, раскрывает механизм хромоанасинтеза — катастрофического типа перестройки хромосом, приводящего к чрезвычайно сложным паттернам мутаций.

«Мутации ДНК играют фундаментальную роль в развитии рака, нарушая инструкции, которые обычно регулируют рост, деление и восстановление клеток», - объясняет Нго. «Хромоанасинтез — одна из самых экстремальных форм мутации ДНК, включающая масштабную, хаотическую перестройку хромосомы — явление, которое описывается как «перерождение хромосомы».  До сих пор биологический процесс, лежащий в основе этих мутаций, оставался неясным».

Используя передовую методику секвенирования ДНК, предназначенную для изучения сложных изменений вблизи концов хромосом, известных как теломеры, команда продемонстрировала, что эти мутации происходят, когда ДНК разрывается во время деления клеток. Вместо того чтобы чисто восстанавливать повреждение, делящиеся клетки полагаются на механизм восстановления, который использует только крошечные сегменты соответствующей ДНК для соединения разорванных нитей.

Исследователи обнаружили, что в ходе этого процесса неожиданно объединяются две отдельные системы репарации ДНК, в результате чего механизмы копирования ДНК начинают хаотично перемещаться по геному. Это может привести к многократному дублированию больших участков ДНК, создавая хаотичные структуры, характерные для хромоанасинтеза.

«Показав, как дисфункция теломер запускает этот подверженный ошибкам путь репарации, мы даем четкое объяснение тому, как формируются такие драматические хромосомные перестройки. Понимание этого процесса имеет решающее значение, поскольку эти события могут ускорить развитие рака и повлиять на поведение опухолей», —сказал профессор Дункан Бэрд.

Полученные результаты открывают новые возможности для медицинских исследований. Выявив задействованные белки и сигнальные пути, ученые смогут разработать лекарства, которые будут непосредственно воздействовать на эти механизмы.

Эта работа также открывает двери для новых диагностических подходов, включая возможность обнаружения этих сложных мутационных сигнатур на ранних стадиях заболевания.

«Мы были поражены сложностью наблюдаемых мутаций. Благодаря возможности индуцировать и изучать эти события в лаборатории, у нас есть мощная система для исследования того, какие факторы репарации задействованы и где могут находиться потенциальные диагностические «горячие точки»», — говорит Грег Нго.

Эксперты отмечают, что полученные данные о хромоанасинтезе знаменуют собой важный шаг вперед в нашей миссии по разгадке фундаментальных биологических основ рака. Выявив механизмы, лежащие в основе этих кардинальных генетических изменений, данное исследование не только углубляет научные знания, но и открывает новые возможности для более ранней диагностики и разработки более целенаправленных методов лечения.