Российские учёные выяснили, какие геномные структуры вызывают мутации, приводящие к раку

Учёные из Высшей школы экономики выяснили, что две самые распространённые структуры в геноме — стебель-петля (шпильки) и G-квадруплексы играют важную роль в формировании мутаций в геноме, приводящих к раку. Результаты исследования опубликованы в BMC Cancer.

– G-квадруплексы или G4 — наиболее изученная и биологически значимая неканоническая форма ДНК. Стебель-петля (шпилька) — элемент вторичной структуры РНК. Вторичные структуры мРНК служат для регуляции трансляции, влияя на синтез и экспрессию белка (нарушения процесса могут приводить к различным заболеваниям, в том числе онкологическим), — поясняет врач-онкогенетик Мария Макарова.

Российские исследователи изучили влияние шпилек и G4 на точки разрыва в геноме с помощью методов машинного обучения. Учёные проанализировали свыше 487 тысяч мутаций, найденных в двух тысячах опухолей и каталогизированных в базе данных проекта International Cancer Genome Consortium. Исследователи искали места в геноме, которые рвутся чаще других.

Выяснилось, что структуры стебель-петля чаще становятся причиной появления лейкоза, опухоли головного мозга, рака печени и предстательной железы, а квадруплексы — карциномы яичника, рака кожи, молочной железы, кости и поджелудочной железы. Хотя появление точек разрыва нельзя объяснить только влиянием вторичных структур, но их вклад составляет не менее 20–30%.

По словам учёных, новое знание можно применить для создания новых препаратов для лечения рака.

– Упомянутые выше структуры известны около 50 лет, однако исследования последних лет показали, что G4 могут ингибировать экспрессию онкогенов, блокировать нежелательную элонгацию теломерных ДНК и, соответственно, служить мишенями для противоопухолевых препаратов. С другой стороны, G4 могут вызывать двухцепочечные разрывы ДНК, приводя к патогенным делециям и мутациям. Воздействие на G4 в промоторных областях онкогенов и теломерных ДНК опухолевых клеток может лежать в основе таргетной терапии опухолей за счёт ингибирования экспрессии онкогенов и поддержания длины теломер, — комментирует Мария Макарова.