Das Ausschalten des "Junk" -Gens könnte das Tumorwachstum stoppen

Nach der Erforschung unerforschter Regionen des menschlichen Genoms haben Forscher ein neues nicht-kodierendes Gen entdeckt, das bei der Krebsentstehung eine wichtige Rolle zu spielen scheint. Was früher als Junk-DNA angesehen wurde, erweist sich als wichtig für die Entwicklung von Krebs. Das Gen befindet sich in einem Bereich des Genoms, der keine Anweisungen zur Herstellung von Proteinen enthält. Z

Nach der Erforschung unerforschter Regionen des menschlichen Genoms haben Forscher ein neues nicht-kodierendes Gen entdeckt, das bei der Krebsentstehung eine wichtige Rolle zu spielen scheint.


Was früher als Junk-DNA angesehen wurde, erweist sich als wichtig für die Entwicklung von Krebs.

Das Gen befindet sich in einem Bereich des Genoms, der keine Anweisungen zur Herstellung von Proteinen enthält. Zu einer Zeit wurde gedacht, dass dieser nicht-kodierende Bereich nur irrelevanter "Müll" war.

Mit der fortschreitenden Technologie werden jedoch immer mehr Gene in dieser "dunklen Materie" gefunden, die für Gesundheit und Krankheit von Bedeutung sind.

In einem in der Zeitschrift Cell veröffentlichten Artikel berichten Wissenschaftler vom Comprehensive Cancer Center der Universität Michigan in Ann Arbor, dass das neue Gen zwar nicht für ein Protein kodiert, aber einen "direkten Einfluss" auf Krebszellen hat. Sie fanden heraus, dass das Stummschalten Tumore davon abhielt zu wachsen.

DNA und RNA, Genom und Transkriptom

Das menschliche Genom enthält alle Anweisungen, die zum Aufbau und zur Pflege von Zellen erforderlich sind. Es trägt diese Information in 20.000-25.000 Genen in einem langen, gewundenen, doppelsträngigen Molekül namens DNA.

Ein in der DNA enthaltener Befehl wird nicht direkt von dort befolgt. Es wird zuerst in ein einzelsträngiges Molekül, genannt RNA, "transkribiert", das die DNA-Sequenz spiegelt, und die Gesamtheit aller in einer Zelle enthaltenen Transkripte wird als das "Transkriptom" der Zelle bezeichnet.

Während das Genom selten von Zelle zu Zelle variiert, variiert das Transkriptom in Abhängigkeit vom Zelltyp.

Durch die Analyse von RNA sollen Forscher herausfinden können, wie und wann die in der DNA enthaltenen Gene in verschiedenen Zellen ein- und ausgeschaltet werden.

Zum Beispiel kann es sein, dass die Analyse des Transkriptoms zeigen wird, dass ein unbekanntes Gen in Krebszellen und nicht in gesunden Zellen stark exprimiert wird. Dies könnte anzeigen, dass das Gen für das Zellwachstum wichtig ist.

Nicht-kodierende Gene sind nicht unbedingt "Müll"

Das Transkriptom wird in verschiedenen Arten von RNA gehalten. Die wichtigste, Messenger-RNA (mRNA), trägt das Skript oder den Code für die Herstellung von Proteinen, die die Moleküle sind, die viel Arbeit in Zellen leisten. Nicht-kodierende RNAs enthalten Skripte, die von DNA transkribiert werden, die keine Proteine ​​bilden.

Lange Zeit glaubte man, dass der große Teil des Genoms, der keine Instruktionen für die Herstellung von Proteinen enthält, Junk-DNA ist. Diese sogenannten nicht-kodierenden Gene wurden auch als Dunkle Materie bezeichnet, weil so wenig über sie bekannt war.

Aber als die Sequenziertechnologie fortgeschrittener wurde, haben Wissenschaftler entdeckt, dass, obwohl der Teil der Dunklen Materie, der letztendlich keine Proteine ​​produziert, nicht-kodierende RNAs produziert, die eine wichtige Rolle in der Zellbiologie von Gesundheit und Krankheit spielen.

In den letzten 20 Jahren wurden viele neue Klassen von nicht-kodierenden RNAs gefunden, darunter eine lange nicht-kodierende RNA (lncRNA), die ein RNA-Strang mit mehr als 200 Bausteinen oder Nukleotiden ist.

In dem neuen Studienbericht beschreiben die Forscher, wie sie eine lncRNA gefunden und charakterisiert haben, die sie bei Zebrabärblingen, Mäusen und Menschen gefunden haben.

Dies weckte ihre Neugier, denn es ist selten, dass diese Art von RNA über verschiedene Arten "konserviert" wird. Könnte das bedeuten, dass es eine fundamentale Rolle in der Zellbiologie gespielt hat?

Sie benannten die lncRNA "Hoden-assoziierte hochkonservierte onkogene lange nicht-kodierende RNA" (THOR).

Der leitende Studienautor Arul Chinnaiyan, Professor für Pathologie an der Michigan Medicine, sagt, dass sie sich entschieden haben, sich auf THOR zu konzentrieren, weil es "von der Evolution ausgewählt wurde, weil es wichtige Funktionen hat".

Was die Forscher entdeckten, war, dass die hochkonservierte lncRNA für die Krebsentwicklung wichtig ist und dass das Stummschalten den Tumor daran hindert, zu wachsen.

THOR wird in Krebszellen stark exprimiert

In früheren Arbeiten hatten sie bereits tausende potentieller lncRNAs identifiziert, die nach der Kartierung der Dunklen Materie für weitere Untersuchungen nützlich sein könnten. Sie entschieden sich, THOR aus zwei Gründen zu untersuchen: erstens, weil es "evolutionär hoch konserviert" war, und zweitens, weil es nur in einer Art von normalem erwachsenem Gewebe exprimiert wurde: den Hoden.

Da THOR sowohl beim Zebrafisch als auch bei Menschen und Mäusen hoch konserviert ist, konnten sie untersuchen, wie es in Zebrafischmodellen funktioniert, sagt Prof. Chinnaiyan.

Aber als sie THOR weiter untersuchten, stellten sie fest, dass es auch bei einigen Krebsarten, insbesondere bei Melanomen und Lungenkrebs, stark exprimiert wurde und dass es eine direkte Rolle bei der Krebsentwicklung spielte.

Experimente mit Labor-gewachsenen Krebszellen, die THOR exprimieren, zeigten, dass das Ausschalten des Gens das Tumorwachstum verlangsamte, und dass es überexprimierte, beschleunigte es. Auch normale Zellen, denen THOR fehlt, entwickelten sich normal, was nahe legt, dass es nur auf Krebszellen wirkt.

Silencing THOR hemmt die Zellproliferation

Prof. Chinnaiyan sagt, dass sie "eine Menge lncRNAs" durchlaufen haben, und die meisten von ihnen zeigten keine so klare Funktion wie THOR.

In weiteren Experimenten fand das Team heraus, dass THOR mit insulinähnlichen Wachstumsfaktor-bindenden Proteinen (IGFBPs) interagiert, von denen angenommen wird, dass sie dazu beitragen, RNAs stabil zu halten. Sie fanden heraus, dass das Ausschalten von THOR die Aktivität von IGFBPs blockierte.

"Wenn wir die THOR-Funktion stören", sagt Prof. Chinnaiyan, "stören wir die Fähigkeit, RNA zu stabilisieren. Dies hemmt die Zellproliferation." Die Forscher fanden auch heraus, dass das Überexprimieren von THOR Zellen schneller wachsen ließ.

Sie schlagen vor, dass THOR als Ziel für Krebsmedikamente dienen könnte, weil die Hemmung von gesunden Zellen nicht beeinträchtigt wird.

"Die Tatsache, dass wir THOR als hochkonservierte lncRNA gefunden haben, war aufregend."

Prof. Arul Chinnaiyan