​Группа ученых из Научно-исследовательского института общей патологии и патофизиологии во главе с профессором Элеонорой Брагой разработала новый способ диагностики рака яичников на основе микроРНК – маленьких молекул, участвующих в подавлении активности генов. Исследование поддержано грантом Российского научного фонда (РНФ), результаты были опубликованы в журнале Gene.

МикроРНК – молекулы РНК длиной 18-25 нуклеотидов – были открыты в начале ХХ века. Эти молекулы оказались способны подавлять синтез белка в разных генах и тем самым либо сдерживать развитие рака (онкосупрессорные микроРНК), либо способствовать его развитию (онкогенные микроРНК).

Метилирование ДНК – это изменение структуры ДНК, при котором последовательность ее нуклеотидов (образующих ДНК соединений) остается неизменной. При метилировании к цитозину (одному из оснований, из которых состоят нуклеотиды ДНК) присоединяется метильная группа, состоящая из одного атома углерода с тремя атомами водорода. Метилирование ДНК – один из путей подавления экспрессии генов, то есть преобразования наследственной информации от гена в РНК или белок.

В раковых опухолях этот процесс протекает менее активно, чем в здоровых тканях, но при этом регуляторные (отвечающие за экспрессию генов) участки генов оказываются излишне метилированы, что мешает экспрессии.

«Ранее было показано, что доля генов микроРНК, «выключенных» метилированием, выше, чем обычных генов, кодирующих белки. В связи с этим излишне метилированные гены микроРНК могут представлять собой полезные для клинической онкологии чувствительные маркеры. Действительно, на основе метилирования генов микроРНК предложены системы маркеров для диагностики и прогноза рака толстой кишки и простаты, но для рака яичников такие данные практически отсутствовали. Цель данной работы – найти гены онкосупрессорных микроРНК, «выключенных» посредством метилирования в опухолях, образовавшихся при раке яичников — наиболее опасном онкогинекологическом заболевании с высокой смертностью и в России, и в мире», – рассказывает Элеонора Брага, заведующая лабораторией патогеномики и транскриптомики.

Исследователям удалось отобрать около двух десятков излишне метилированных генов микроРНК в опухолях яичников. Анализ метилирования выполнялся с помощью бисульфитной конверсии ДНК, выделенной из опухолей и прилежащих непораженных тканей, а также последующей ПЦР (полимеразной цепной реакции). Под воздействием бисульфита натрия неметилированный цитозин (одно из четырех азотистых оснований нуклеотидов ДНК) превращается в урацил (другое азотистое основание). Такой метод позволяет определить, какие из нуклеотидов были метилированы. При ПЦР же происходит многократное удвоение копий заданных участков ДНК. Это позволяет добиться значительного увеличения малых концентраций определенных фрагментов ДНК в пробе.

Далее с помощью количественной ПЦР было показано уменьшение количества микроРНК, образованных отобранными генами. Кроме того, чем сильнее были метилированы гены, тем меньше микроРНК они образовывали, и наоборот. Это наблюдение подтвердило важную роль метилирования отобранных генов в развитии рака яичников

Третий и наиболее ценный результат был получен при сравнении первичных опухолей от пациентов с метастазами и без них. Метилирование десяти генов микроРНК оказалось строго связано с метастазированием рака яичников, что исследователи подтвердили также на самих метастазах, вырезанных из брюшины.

«В теоретическом отношении наиболее интересно обнаружение особых свойств у двух микроРНК (miR-375 и miR-203), промоторы («стартовые площадки», где начинается транскрипция генов – процесс синтеза РНК с использованием ДНК в качестве матрицы) которых метилируются исключительно после или в процессе метастазирования, а в «безметастазных» опухолях они, напротив, имеют черты онкогенов, которым свойственны отсутствие метилирования и повышенная экспрессия. Причем такие же свойства этих микроРНК выявлены нами для рака почки. Что заставляет эти микроРНК перевоплощаться из онкогенов в супрессоры в процессе метастазирования, вопрос пока открытый», – поясняет Брага.

Новые данные по метилированию генов микроРНК в перспективе полезны и для практической медицины. Так, на основе полученной информации авторы исследования разработали новые способы диагностики рака яичников и предсказания образования метастазов и рецидивов.

Источники

МикроРНК поможет диагностировать рак яичников
Индикатор (indicator.ru), 28/05/2018

Похожие новости

  • 16/05/2018

    Российские биохимики нашли новые ферменты с необычной активностью

    ​Российские ученые охарактеризовали новые ферменты-трансаминазы, которые могут работать как в типичных для своего семейства реакциях, так и в нехарактерных для него. Результаты работы будут полезны в фундаментальном аспекте для поиска и предсказания свойств ферментов по их аминокислотной последовательности и для использования в биотехнологических процессах.
    397
  • 20/08/2018

    Ученые установили, что на результат химиотерапии влияет процесс разрушения митохондрий

    ​Программируемое разрушение митохондрий, «энергетических станций» клеток, пределяет ответ опухолевых клеток на химиотерапию. Также этот процесс влияет на различные виды гибели клеток, такие как апоптоз и аутофагия.
    335
  • 01/11/2018

    Молекулярные биологи изучили смертельные для раковых клеток мутации

    ​Российские молекулярные биологи обобщили данные о возможностях использования трех родственных ферментов ATM, ATR и DNA-PKcs в качестве мишеней для прицельной антиопухолевой терапии. Результаты исследования, выполненного при поддержке гранта Президентской программы исследовательских проектов РНФ, помогут предсказать, какие сочетания мутаций смертельны для раковых клеток.
    124
  • 11/05/2018

    Российские ученые улучшат препараты для генной терапии

    ​Российские молекулярные биологи разработали новую технологию ввода в клетки генной терапии, изучив, как миниатюрные жировые капсулы взаимодействуют с нитями ДНК. Рецепт по сборке наношприца опубликован в журнале Colloids and Surfaces B: Biointerfaces.
    385
  • 28/05/2018

    Нейросеть помогла российским ученым определить оптимальные условия хранения микроорганизмов

    ​Российские ученые с помощью нейросети определили самые оптимальные условия для длительного хранения микроорганизмов, выживающих при экстремально высокой солености. Статья об этом опубликована в журнале Extremophiles.
    265
  • 27/03/2018

    Российские ученые нашли причину неэффективности вакцины от гриппа

    Исследователи из Института биоорганической химии (ИБХ) РАН показали, что различные варианты вакцины против вирусов сезонного гриппа фактически не увеличивают число разных типов Т-клеточных рецепторов (ТКР), а значит и не повышают шанс распознавания вирусов гриппа иммунной системой организма.
    628
  • 26/11/2018

    Ученые установили, как мозг находит ошибки при согласовании слов

    ​Российские ученые обнаружили, какие именно части мозга участвуют в распознавании ошибок при согласовании существительных и прилагательных. Результаты работы помогут лучше понять, как языковая информация обрабатывается в человеческом мозге.
    396
  • 27/08/2018

    Ученые раскрыли механизм работы связанных с раком и аутизмом белков

    ​Ученые определили роль нового семейства белков, связанных с раком и аутизмом. Результаты работы опубликованы в высокорейтинговом журнале Molecular Cell. Исследование поддержано грантом Российского научного фонда (РНФ).
    243
  • 29/10/2018

    Биологи из России научились предсказывать нашествия вредителей

    ​Российские ученые выяснили, как можно "прочитать" историю борьбы отдельных растений с вредителями и предсказать будущие атаки насекомых, анализируя структуру их древесины. Их выводы были представлены в журнале Dendrochronologia.
    126
  • 20/11/2018

    Ученые установили, что набеги насекомых остаются в памяти деревьев

    Оригинальный способ предсказания будущих атак вредителей растений разработан учеными Института проблем экологии и эволюции РАН Булатом Хасановым и Робертом Сандлерским. Они предложили оценивать число вредителей по структуре древесины.
    96