นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบวิธีใหม่ที่เซลล์ควบคุมยีนของพวกเขา - และมันอาจเขียนความเข้าใจของเราเกี่ยวกับ "epigenetics"
Epigeneticsเป็นรูปแบบของการปรับเปลี่ยน DNA ที่ไม่ส่งผลกระทบต่อลำดับดีเอ็นเอเอง แต่จะอธิบายเมื่อกลุ่มเคมีติดกับยีนที่เฉพาะเจาะจงดังนั้นจึงเปลี่ยนหรือปิดยีนเหล่านั้นหรือเปลี่ยนรูปร่าง 3 มิติของโครโมโซม
ตอนนี้ในการศึกษาที่ตีพิมพ์เมื่อวันที่ 17 มกราคมในวารสารห้องขังนักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบวิธีการใหม่ทั้งหมดของการควบคุมยีนที่เกี่ยวข้องกับการปรับแต่ง epigenetic ที่ทำกับ DNA และลูกพี่ลูกน้องโมเลกุลของมันในเวลาเดียวกัน
เมื่อมองไปข้างหน้านักวิจัยต้องการที่จะแกะการควบคุมยีนชนิดใหม่นี้เกี่ยวข้องกับโรคมะเร็งอย่างไร
"มันน่าตื่นเต้นอย่างแท้จริงที่จะค้นพบกลไกใหม่เช่นนี้ขยายความเข้าใจของเราเกี่ยวกับการควบคุมยีน"แคทรินแพลทผู้อำนวยการของ Epigenomics, RNA และ Gene Regulation ที่ UCLA ซึ่งไม่ได้มีส่วนร่วมในการศึกษาบอกกับ Live Science ในอีเมล
ที่เกี่ยวข้อง:
การควบคุมยีนชั้นใหม่
ประเภทหนึ่งทั่วไปของการดัดแปลง Epigeneticคือ methylation ซึ่งอธิบายการเพิ่มโมเลกุลที่เรียกว่ากกลุ่มเมทิลถึง DNA หรือ histones - โปรตีนที่ DNA ล้อมรอบเพื่อให้มีขนาดกะทัดรัดมากขึ้นและพอดีกับนิวเคลียส โปรตีนที่เรียกว่าDNMT1เพิ่มโมเลกุลเหล่านี้ลงใน DNA และกิจกรรมของมันสามารถเปลี่ยนการแสดงออกของยีนขึ้นหรือลงขึ้นอยู่กับว่ายีนที่กำหนดนั้นเป็นเมทิลเลต
ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมานักวิจัย- โมเลกุลที่รับส่งคำแนะนำจาก DNA ออกสู่เซลล์เพื่อสร้างโปรตีน - สามารถแก้ไขได้ ส่วนใหญ่ทำโดยโปรตีนคอมเพล็กซ์ที่เรียกว่า- methylation นี้สามารถทำให้โมเลกุล RNA เสถียรลดปริมาณโปรตีนที่ทำ
ทุกเซลล์ในร่างกายใช้ทั้ง RNA และ DNA methylation เพื่อควบคุมการแสดงออกของยีน อย่างไรก็ตามก่อนหน้านี้สันนิษฐานว่ากระบวนการเหล่านี้ดำเนินการอย่างอิสระ การศึกษาใหม่ทำให้สมมติฐานนั้นเป็นคำถาม
ในการศึกษานักวิทยาศาสตร์มองไปที่เซลล์ต้นกำเนิดจากตัวอ่อนของเมาส์และแมปตำแหน่งของ DNA และ RNA methylation เมื่อเซลล์พัฒนาขึ้น พวกเขาพบว่ายีนหลายพันตัวและโมเลกุล RNA เสริมของพวกเขามีทั้งตัวบ่งชี้ methylation
จากการทดลองเพิ่มเติมทีมพบว่าคอมเพล็กซ์ MetTL3-Mettl14 ที่มีปฏิสัมพันธ์กับ RNA ยังรับสมัครและผูกกับ DNMT1 ทางร่างกายซึ่งเป็นโปรตีนที่แท็ก DNA คอมเพล็กซ์ใหม่ที่ใหญ่กว่านี้สามารถ methylate ยีนเดียวกันที่ระดับ DNA หรือ RNA สิ่งนี้ช่วยให้เซลล์สามารถปรับการควบคุมยีนของมันได้ในระหว่างการแยกเซลล์ซึ่งเป็นกระบวนการที่เซลล์ต้นกำเนิดถือว่าเป็นตัวตนที่เฉพาะเจาะจงกลายเป็นหัวใจหรือเซลล์ปอดตัวอย่างเช่น
การศึกษาก่อนหน้านี้แสดงให้เห็นถึงการเชื่อมต่อที่ชัดเจนระหว่างเช่นเดียวกับระหว่าง-
"เหตุใดเซลล์จึงไม่เชื่อมต่อการปรับเปลี่ยน epigenetic ของ DNA และการปรับเปลี่ยน epigenetic ของ RNA" ผู้เขียนร่วมการศึกษากล่าวFrançois fuksผู้อำนวยการศูนย์วิจัยมะเร็ง ULB ในเบลเยียม "[การศึกษาของเราแสดงให้เห็นถึงการเชื่อมต่อโดยตรงระหว่าง DNA methylation และการปรับเปลี่ยน RNA ที่ไม่เคยเห็นมาก่อน" เขาบอกกับ Live Science
จากข้อมูลของ Fuks การศึกษาครั้งนี้มีข้อ จำกัด บางประการกล่าวคือส่วนใหญ่มุ่งเน้นไปที่การแยกเซลล์ต้นกำเนิดจากตัวอ่อน การปรับเปลี่ยน DNA และ RNA นั้นมีลักษณะแยกต่างหากในเซลล์ต้นกำเนิดในการศึกษาที่ผ่านมาดังนั้นจึงเหมาะสมสำหรับนักวิจัยที่จะเริ่มต้นด้วย แต่การปรับเปลี่ยน DNA และ RNA ประเภทเดียวกันนี้มีอยู่ในเซลล์ทุกประเภท
“ เมื่อเห็นสิ่งนี้มันไม่น่าเป็นไปได้ที่ [กลไกนี้] จะอยู่ในเซลล์ ES” Fuks กล่าว
การค้นพบนี้ท้าทายมุมมองที่กำหนดไว้ว่ากระบวนการปรับเปลี่ยน RNA และ DNA เหล่านี้แยกจากกันอย่างสมบูรณ์และมันแสดงให้เห็นว่ามันอาจมีความหมายที่กว้างขึ้นในชีววิทยาและโรคของมนุษย์ ด้วยเหตุนี้ Fuks และทีมงานของเขาจึงพยายามกำหนดว่ากลไกใหม่นี้เกี่ยวข้องกับโรคมะเร็งอย่างไร
หากการประสานงานของ DNA และ RNA epigenetics ถูกโยนออกไปคุณอาจจบลงด้วยโปรตีนมากหรือน้อยเกินไป Fuk แนะนำ “ ตอนนี้โปรตีนสำคัญจะถูกแสดงออกในระดับสูงเกินไป” เขากล่าว“ นี่อาจเป็นอันตรายต่อเซลล์และมีส่วนร่วมในการเกิดเนื้องอก” หรือการก่อตัวของเนื้องอก
มีอยู่แล้วนั่นยับยั้งเมทิลเลชั่นของ DNA และมีการทดลองทางคลินิกระยะแรกการทดสอบการยับยั้ง RNA methylation เป็นการรักษามะเร็ง Fuks และทีมงานของเขากำลังทดสอบศักยภาพของการรวมการรักษาที่มีอยู่เหล่านี้เพื่อปรับปรุงผลลัพธ์ของผู้ป่วย ข้อมูลเบื้องต้นจากการศึกษาในห้องปฏิบัติการของพวกเขาบอกใบ้กลยุทธ์นี้อาจเป็นประโยชน์สำหรับผู้ป่วยโรคมะเร็งเม็ดเลือดขาว
อย่างน้อยในจาน Petri "เราสามารถย้อนกลับความก้าวหน้าของมะเร็งของเซลล์มะเร็งเม็ดเลือดขาวโดยการเพิ่มยาทั้งสองนี้เข้าด้วยกัน" Fuk กล่าว "ในที่สุดก็ลงบรรทัดทำไมเราไม่สามารถรวมยาสองตัวนี้เข้ากับการรักษาผู้ป่วยได้"
