Назад
Фундаментальные исследования закладывают основу для будущих разработок, которые в один прекрасный день могут отсрочить или предотвратить резистентность к противораковой терапии.
Используя технологию полногеномного секвенирования ученые обнаружили новый механизм того, как генетически дефектные клетки мутируют, чтобы выжить в стрессовых ситуациях, таких как лечение лекарственными препаратами. Понимание этого механизма сопротивления еще на один шаг приближает исследователей к разработке новых стратегий предотвращения развития рака и преодоления устойчивости к противораковым препаратам.
"Целевые методы лечения рака изменили онкологическую помощь и продлили жизнь пациентов, но у многих пациентов со временем развивается устойчивость к спасительному лечению. Наше фундаментальное исследование позволяет понять, как однажды мы сможем увеличить выживаемость, отсрочив или даже предотвратив развитие устойчивости к противораковым препаратам", - говорит Бинхуи Шен, профессор отделения генетики и эпигенетики рака в Исследовательском институте Бекмана.
В течение последних 25 лет Шен проводил исследования фундаментальных механизмов репликации ДНК и ключевого фермента, называемого эндонуклеазой 1. Это открытие, по словам Шена, является знаковым моментом. Исследование, опубликованное в журнале Science, проводилось на дрожжах, мышах и моделях лейкемии человека. В качестве следующего шага группа Шеня проверит, смогут ли они повторить это открытие на более разнообразных раковых клетках человека и создать схемы для преодоления устойчивости рака к лекарственным препаратам.
Haitao Sun et al. Созревание фрагмента Оказаки на основе 3′ участка, вызванное ошибками и стрессом, способствует выживанию клеток (аннотация).
Хотя клетки с дефектами в репликации ДНК обычно погибают в условиях стресса, некоторые клетки приобретают новые мутации и выживают. Sun et al. выявили подверженный ошибкам, вызванный стрессом путь созревания фрагмента Оказаки, который индуцирует тандемные дупликации и обеспечивает выживание клеток, имеющих дефекты удаления 5′ участка РНК-ДНК во время репликации ДНК. В этих клетках стрессовые условия активируют сигнализацию DUN1 и вызывают преобразование 5′ участка в 3′ участок, который может образовывать вторичные структуры, растягиваться и лигироваться с нижележащим фрагментом ДНК, генерируя альтернативные дупликационные мутации, подобные тем, что возникают в раковых клетках человека. Выявленная информация аналогична механизму эволюции раковых клеток и лекарственной устойчивости.
Вопрос о том, как клетки с дефектами репликации ДНК приобретают мутации, позволяющие им избежать апоптоза при стрессе окружающей среды, является давним. В данном исследовании мы сообщаем, что путь созревания фрагментов Оказаки (OFM), подверженный ошибкам, активируется при рестриктивных температурах в дрожжевых клетках rad27Δ. Ограничительный температурный стресс активировал Dun1, способствуя превращению необработанных 5′-фрагментов в 3′-фрагменты, которые удалялись 3′-нуклеазами, включая ДНК-полимеразу δ (Polδ).
Однако в определенных регионах 3′-зучастки формировали вторичные структуры, которые способствовали удлинению 3′-конца, а не деградации, что приводило к альтернативным дупликациям с короткими спейсерными последовательностями, таким как внутренние тандемные дупликации pol3. Следовательно, образовывалось мало 5′-участков, что подавляло rad27Δ-индуцированную летальность при ограничительных температурах.
Мы определили вызванный стрессом, подверженный ошибкам механизм OFM, который генерирует мутации, противодействующие дефектам репликации и определяющие клеточную эволюцию и выживание.
