В здоровых клетках концы и центры хромосом никогда не взаимодействуют, поскольку их строгая изоляция критически важна для стабильности генетического кода. Однако международное исследование, опубликованное в журнале Nature, показало, что агрессивные раковые опухоли нарушают это правило, используя запретное объединение хромосомных зон для поддержания собственного выживания.
Ученые Питтсбургского университета (США) сфокусировались на исследовании так называемых ALT-положительных (ALT+) опухолей, которые составляют примерно 5-10% от всех онкологических заболеваний, включая опасные детские формы рака мозга и нейробластому. Эти клетки размножаются без участия фермента теломеразы — вместо этого они используют альтернативный механизм удлинения теломер (ALT), который защищает концы хромосом от деградации. Долгое время оставалось загадкой, какие именно структурные изменения в геноме запускают этот процесс.
С помощью передовых методов визуализации и секвенирования, включая инновационную технологию DiMeLo-seq, биологи обнаружили, что у пациентов с ALT+ опухолями ДНК центромер буквально встраивается в структуру теломер. Этот «незаконный» перенос приводит к образованию гибридных, химерных цепочек ДНК, которые ранее считались невозможными. Оказалось, что такое слияние не просто случайный дефект развития клетки, а эволюционный шаг опухоли, стабилизирующий ее геном.
Эксперименты показали, что для успешного встраивания центромерных последовательностей в теломеры раковым клеткам требуются глубокие эпигенетические изменения. Ключевым фактором этого процесса оказалась потеря специфического белка-регулятора ATRX, который в норме удерживает хромосомные зоны на безопасном расстоянии друг от друга. Когда исследователи искусственно восстанавливали контроль над этими зонами, активность механизма ALT падала, а теломеры раковых клеток быстро теряли стабильность.
Это междисциплинарное открытие открывает новые клинические возможности. Уникальная центромерно-теломерная сигнатура может использоваться в качестве высокоточного биомаркера для выявления и мониторинга агрессивных опухолей у пациентов. В перспективе это позволит онкологам разрабатывать таргетированные методы лечения, нацеленные на разрушение этой «запретной» связи внутри хромосом.
Ранее Наука Mail рассказывала, что восстанавливающий ДНК белок может помогать раку развиваться.
