Живые клетки содержат десятки тысяч генов, которые участвуют в создании белков, необходимых для клеточного выживания. Функционирование этих генов происходит в тесном взаимодействии и взаимосвязи. Изменение экспрессии одного гена может повлиять на функционирование других генов. Эти взаимозависимости могут влиять на выживаемость клеток.
В новом исследовании ученые из Университета Мериленда и Национального института рака идентифицировали 12 различных типов взаимодействий между генами-партнерами, в которых различные уровни экспрессии коррелировали с выживаемостью больных с раком. Результаты работы исследователей, опубликованные в журнале «Cell Reports», позволяют предположить, что гены, участвующие в таких парных взаимодействиях, могут обеспечить ученых новыми мишенями для терапии рака.
«Использование специфических уязвимостей рака, таких как функциональные взаимосвязи конкретного мутированного гена с другими генами, является потенциально эффективным подходом к лечению онкологических заболеваний» - заявили исследователи.
Этот подход уже изучается в случае с другим типом взаимосвязи между парами генов – синтетической летальности – при котором инактивация обоих генов смертельна для клетки, но инактивация одного гена отдельно – нет. В раковых клетках, в которых мутации инактивируют один ген, лекарственные средства, ингибирующие партнерский ген, будут летальными для раковых клеток, но окажут минимальное воздействие на здоровую ткань, в которой первый ген нормально экспрессируется.
Новая работа ученых выявляет широкий спектр взаимодействий между генами и их партнерами в дополнение к синтетической летальности.
«Наше исследование расширяет потенциальную сферу стратегий, до сих пор ограничивающихся синтетической летальностью, обобщая концепцию использования генетических взаимодействий, чтобы включить многие другие, еще не исследованные, типы взаимоотношений генов и партнеров. Мы считаем, что это закладывает основу для использования вычислительного метода и идентификации, изучения дополнительных типов генетических взаимодействий в будущем» - сообщили ученые.
Они разработали новый метод для идентификации генных взаимодействий, который может повлиять на клинические исходы больных с раком.
Используя данные о 5 288 опухолях (18 различных типах рака), команда определила шесть взаимодействий, при которых каждый ген в паре может быть экспрессирован на низком, среднем или высоком уровне. Затем ученые подсчитали, что каждая комбинация может быть связана с «положительными» или «отрицательными» клиническими исходами для пациентов. В результате общее число возможных типов взаимоотношений между генами-партнерами достигло 12.
При помощи новой вычислительной стратегии, исследователи оценили всевозможные комбинации генов в своем наборе данных. Из 163 миллионов потенциальных пар генов, исследователи идентифицировали около 72 000 взаимодействий, связанных с положительной или отрицательной выживаемостью. Значительная часть генов, участвующих в этих взаимодействиях, играет какую-то роль в делении и пролиферации клеток, которые имеют четкую связь с раком.
По словам ученых, идентификация взаимодействий между генами поможет понять, почему мутации в определенных генах приводят к раку в одной ткани, а не в другой, а также объяснить, почему определенные лекарства эффективны в лечении одного пациента, но не действуют в случае с другим пациентом.
Используя данные о взаимодействии пар генов, ученые могут более точно предугадать клинические исходы онкобольных. В будущем они планируют начать эксперименты с методами лечения, которые будут «нацеливаться» на некоторые из пар генов, идентифицированные в этом исследовании.
Источник: https://www.sciencedaily.com/releases/2019/07/190723110521.htm
Комментарии
Пока комментариев нет
Новый комментарий