Испанские учёные выявили, как рак присваивает эмбриональные программы и белки-редакторы для своего роста

Исследователи из Центра регуляции генома (CRG) в Испании обнаружили механизм, который помогает опухолевым клеткам развернуть молекулярную программу зародышевого развития и ускоренно размножаться. Статья с результатами работы опубликована в журнале Nucleic Acids Research.

В норме ранние этапы эмбриогенеза сопровождаются включением генетических программ, обеспечивающих быстрое деление и потенциал превращения в разные типы тканей; по мере формирования организма эти программы, как правило, заглушаются. Ученые показали, что у раковых клеток те же самые наборы генов вновь включаются, возвращая клетке способность к интенсивному росту.

Кроме активации эмбриональных генов опухоли «перехватывают» инструменты посттранскрипционной обработки РНК — факторы сплайсинга, которые модифицируют инструкции, считываемые с ДНК, и тем самым меняют спектр синтезируемых белков. В нормальной клетке сплайсинг обеспечивает гибкую адаптацию: один ген может давать несколько белковых вариантов. При раке в ход идут версии факторов сплайсинга, характерные для эмбриональных клеток, что усиливает пролиферацию опухолевых клеток.

Ключевую роль в этой перестройке играет онкоген MYC. Активация MYC нарушает равновесие сети факторов сплайсинга: одни из них становятся более активными и стимулируют деление, тогда как другие, выполняющие защитные функции, подавляются. В результате запускается каскад процессов, переводящий клетку в патологически пролиферативное состояние.

Открытие стало возможным благодаря применению модели искусственного интеллекта, которая способна масштабно анализировать профиль активности генов и поведение факторов сплайсинга в клеточных популяциях, делая исследование более эффективным и менее ресурсоёмким по сравнению с традиционными подходами. По мнению авторов, в том числе ведущего автора исследования Микеля Англада-Джиротто, понимание этих механизмов откроет пути к ранней диагностике и к разработке лекарств, направленных на уязвимые узлы регуляции роста опухоли.