МикроРНК - это крошечные молекулы нуклеиновой кислоты, которые контролируют экспрессию генов, действуя как регулятор яркости, чтобы снизить выход генов в ключевых позициях в сети информации, которая управляет функцией клетки. МикроРНК важны для повседневной внутренней работы клеток и особенно важны во время развития. Они также становятся глубоко дефектными при таких заболеваниях, как рак. В отличие от большинства других генов человека или животных, микроРНК часто кодируются в геномах и экспрессируются в виде группировок «бусинки на нитке», известных как полицистроны. Цель этой организации до сих пор оставалась загадкой.
Новое совместное исследование, проведенное исследователями из Центра исследования рака Гудмана при Университете Макгилла (GCRC) и опубликованное в журнале Molecular Cell, призвано решить эту загадку, раскрывая новые функции полицистронных микроРНК и показывая, как рак поскольку лимфома искажает эти функции, чтобы реорганизовать информационные сети, контролирующие экспрессию генов.
Открытие благодаря одному онкогену
Исследователи сделали свое открытие, изучив, насколько сильно онкогенная микроРНК-полицистрон miR-17-92 сверхэкспрессируется при нескольких типах рака. Удивительно, но это привело лишь к небольшому увеличению экспрессии зрелых микроРНК в тех же типах клеток. Это означало, что во время их биогенеза происходило многое, особенно при раке, и что назначение полицистронов микроРНК может быть больше, чем считалось ранее..
«Почему некоторые микроРНК экспрессируются в виде полицистронов и как раковые заболевания, такие как лимфома, изменяют биогенез микроРНК, было неизвестно», - объясняет доктор. Томас Дюшен, профессор кафедры биохимии Университета Макгилла, член GCRC и старший автор исследования. «Мы смогли идентифицировать некоторые загадочные этапы биогенеза микроРНК, происходящие в ядрах клеток, которые были полностью упущены в течение почти 20 лет после открытия сохранения микроРНК».
Понимание роли микроРНК в развитии рака
Хотя исследователи знали, что микроРНК играют важную роль в самых разных видах рака, как и почему они не были полностью поняты. «Мы обнаружили совершенно новую функцию полицистронов микроРНК и показали, насколько глубоко она влияет на определенные виды рака», - отмечает доктор Дюшен. Полученные данные помогут разобраться во многих геномных реорганизациях, происходящих в локусах микроРНК при этих видах рака. «Мы также считаем, что это может происходить в физиологических условиях, на ранних стадиях развития, например, в эмбриональных стволовых клетках, в плаценте и в других типах опухолей."
Знание того, что вызывает определенные типы рака, имеет решающее значение для стратификации подтипов рака, разработки новых терапевтических стратегий или прогнозирования результатов лечения в точной медицине.
«Широта воздействия амплификации одного локуса микроРНК на генные сети, на мой взгляд, просто поразительна», - говорит доктор Дюшен. «Особенно учитывая, что это происходит с помощью механизма, полностью выходящего за рамки традиционной целевой функции микроРНК. Мы еще не закончили понимать механизмы микроРНК. Меня всегда поражало, насколько сложны их функциональные отношения в наших геномах».
Хотя не всегда легко предвидеть практическое значение результатов фундаментальных исследований, д-р Дюшен считает, что они будут разнообразными. «Помимо принудительной переинтерпретации функции протоонкогена миР-17-92, это вызовет новые потенциальные терапевтические стратегии. Например, глубина воздействия на генную сеть в клетках, в которых амплифицируется миР-17-92, указывает совершенно другое состояние генной сети. Для меня это отличная возможность для тестирования специфических для генотипа методов лечения с точки зрения точной медицины».