Ung thư: Các nhà khoa học tìm thấy 129 'gen nhảy' thúc đẩy sự phát triển của khối u
Trong nghiên cứu ung thư, các nhà khoa học thường tìm kiếm các gen ung thư bằng cách rà soát bộ gen để tìm các trình tự bị thay đổi - hoặc đột biến - trong DNA. Nhưng một nghiên cứu mới hiện đã tiết lộ rằng các gen nhảy, mà trình tự sắp xếp theo thông lệ thường bỏ qua, cũng là động lực quan trọng của sự phát triển khối u.
Các nhà khoa học tại Đại học Y khoa Washington ở St. Louis, MO, phát hiện ra rằng gen nhảy phổ biến rộng rãi trong bệnh ung thư và thúc đẩy sự phát triển của khối u bằng cách buộc các gen ung thư vẫn được bật.
Họ đã phân tích 7.769 mẫu khối u từ 15 loại ung thư khác nhau và tìm thấy 129 gen nhảy có thể thúc đẩy sự phát triển của khối u thông qua ảnh hưởng của chúng đến 106 gen ung thư khác nhau.
Các gen nhảy hoạt động như "công tắc ẩn" trong 3.864 khối u mà nhóm nghiên cứu đã phân tích. Những khối u này xuất phát từ ung thư vú, ruột kết, phổi, da, tuyến tiền liệt, não và các loại ung thư khác.
Mới đây Di truyền tự nhiên giấy đưa ra một tài khoản đầy đủ của nghiên cứu.
Bằng cách xác định các gen nhảy là mục tiêu di truyền tiềm năng, những phát hiện đã tạo ra nền tảng mới trong nhiệm vụ tìm kiếm các phương pháp điều trị ung thư mới.
Ting Wang, giáo sư y khoa tại Khoa Di truyền nói: “Nếu bạn thực hiện giải trình tự bộ gen điển hình, tìm kiếm đột biến gen dẫn đến ung thư, bạn sẽ không tìm thấy gen nhảy”.
Một căn bệnh có nhiều khía cạnh di truyền
Ung thư phát triển khi các hướng dẫn di truyền chi phối cách tế bào hoạt động, đặc biệt là cách chúng trưởng thành và phân chia, trải qua những thay đổi nhất định.
Một số thay đổi di truyền gây ra ung thư làm thay đổi các biện pháp kiềm chế tự nhiên của cơ thể đối với sự phát triển của tế bào; những người khác có thể phá vỡ cấu trúc và chức năng của các protein thực hiện công việc của tế bào và giữ cho chúng được sửa chữa tốt.
Những thay đổi di truyền có khả năng gây ung thư có thể truyền từ cha mẹ sang con cái. Chúng cũng có thể phát sinh trong suốt cuộc đời của một người, chẳng hạn như trong quá trình phân chia tế bào hoặc phản ứng với bức xạ tia cực tím, chất gây ung thư trong khói thuốc hoặc các yếu tố môi trường khác.
Có nhiều loại thay đổi di truyền khác nhau. Một số chỉ ảnh hưởng đến một khối cấu trúc DNA duy nhất, trong khi những khối khác có thể sao chép, bỏ sót hoặc sắp xếp lại các chuỗi dài của các khối xây dựng.
Một cách khác mà những thay đổi di truyền có thể dẫn đến ung thư không làm thay đổi bản thân DNA nhưng thay đổi khả năng thể hiện các chỉ dẫn của nó. Loại thay đổi này được gọi là biểu sinh. Một cách mà nó xảy ra là thông qua các thẻ hóa học gắn vào DNA.
Các tế bào, ngay cả những tế bào khỏe mạnh, bị thay đổi gen là điều bình thường, nhưng các tế bào ung thư có xu hướng có nhiều biến đổi này hơn. Bệnh ung thư của mỗi người sẽ có kiểu thay đổi di truyền riêng và ngay cả trong cùng một khối u, các tế bào khác nhau cũng có thể có các dấu vân tay di truyền khác nhau.
Gien nhảy - một loại trình điều khiển mới
Các gen nhảy, mà các nhà khoa học gọi là các yếu tố có thể chuyển đổi, là các chuỗi DNA có thể di chuyển xung quanh trong một bộ gen. Chúng “có nhiều dạng và hình dạng khác nhau” và các nhà khoa học cần các công cụ chuyên dụng để phân tích chúng.
Nhờ các kỹ thuật cải tiến và mạnh mẽ, các nhà khoa học đang nhận ra rằng gen nhảy hoạt động rất tích cực trong bộ gen và có lẽ “chúng không nên bị gạt ra ngoài lề nữa”.
Làm thế nào các gen nhảy đã xâm nhập vào bộ gen của con người trong quá trình tiến hóa là một câu hỏi nóng. Một số người đã lập luận rằng nhiễm virus là một con đường phổ biến.
Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng các yếu tố cụ thể trong gen nhảy có thể ảnh hưởng đến sự biểu hiện của gen ung thư. Tuy nhiên, những người này chưa điều tra chi tiết những sự kiện như vậy hoặc khám phá mức độ phổ biến của chúng trong các bệnh ung thư khác nhau.
Vì vậy, Giáo sư Wang và nhóm của ông đã quyết định giải quyết những điểm này bằng cách sử dụng các mẫu khối u từ chương trình Bản đồ bộ gen ung thư.
Họ phát hiện ra rằng gen nhảy là một đặc điểm của nhiều bệnh ung thư với sự phát triển nhanh chóng của khối u.
Có vẻ như trong những bệnh ung thư mạnh hơn này, các gen nhảy hoạt động như "công tắc bí ẩn" bật các gen liên quan đến ung thư thường im lặng - và giữ cho chúng được bật.
Các gen nhảy khác nhau giữa các loại ung thư
Một phát hiện quan trọng của nghiên cứu là mặc dù gen nhảy có vẻ phổ biến trong bệnh ung thư, nhưng mô hình hiện diện và ảnh hưởng của chúng lại khác nhau đối với các loại ung thư.
Ví dụ, nhóm nghiên cứu phát hiện ra rằng 12% trường hợp ung thư não u thần kinh đệm có ít nhất một gen nhảy, trong khi con số này là 87% đối với một loại ung thư phổi được gọi là ung thư biểu mô tế bào vảy.
Giáo sư Wang giải thích: “Gen nhảy quan trọng hơn ở một số loại ung thư so với những loại khác, nhưng trung bình, chúng tôi tìm thấy ít nhất một trong số chúng kích hoạt gen ung thư trong khoảng một nửa số khối u mà chúng tôi nghiên cứu.
Ông gợi ý rằng việc cung cấp cho các bác sĩ loại thông tin này có thể giúp họ quyết định có nên điều trị các bệnh ung thư cụ thể “tích cực hơn” hay không.
Ông cho biết thêm: “Nó cũng cung cấp các mục tiêu mới để nghiên cứu các liệu pháp điều trị ung thư trong tương lai.
Một phát hiện quan trọng khác là các gen nhảy hoạt động dưới dạng công tắc ẩn phổ biến hơn ở các bệnh ung thư có hình dạng DNA mở hơn. Bộ gen thường giữ DNA đóng chặt. DNA dạng mở có nhiều khả năng bị mất một số chức năng của nó.
“Rất nhiều yếu tố có thể chuyển vị đang làm gì trong bộ gen của chúng ta vẫn còn là một bí ẩn. Nghiên cứu này là phác thảo chi tiết đầu tiên về vai trò quan trọng của chúng đối với bệnh ung thư ”.
GS Ting Wang
