Kanser: Para saintis menemui 129 'gen melompat' yang mendorong pertumbuhan tumor
Dalam penyelidikan kanser, para saintis biasanya mencari gen barah dengan membersihkan genom untuk urutan yang berubah - atau mutasi - dalam DNA. Tetapi kajian baru sekarang telah mendedahkan bahawa gen melompat, yang diabaikan oleh penjujukan biasa, juga merupakan pendorong utama pertumbuhan tumor.
Para saintis di Washington University School of Medicine di St. Louis, MO, mendapati bahawa gen melompat meluas dalam barah dan mendorong pertumbuhan tumor dengan memaksa gen barah untuk terus dihidupkan.
Mereka menganalisis 7,769 sampel tumor dari 15 jenis kanser yang berbeza dan mendapati 129 gen melompat yang dapat mendorong pertumbuhan tumor melalui pengaruhnya pada 106 gen kanser yang berbeza.
Gen lompatan berfungsi sebagai "stealth on-switches" pada 3.864 tumor yang dianalisis oleh pasukan. Tumor ini berasal dari payudara, usus besar, paru-paru, kulit, prostat, otak, dan jenis barah lain.
Baru-baru ini Genetik Alam kertas memberikan penjelasan penuh mengenai kajian ini.
Dengan mengenal pasti gen lompat sebagai sasaran genetik yang berpotensi, penemuan ini membuka jalan baru dalam usaha mendapatkan rawatan barah baru.
"Jika anda," kata Ting Wang, yang merupakan profesor perubatan di Jabatan Genetik, "melakukan penjujukan genom yang biasa, mencari mutasi genetik yang menyebabkan barah, anda tidak akan menemui gen yang melompat."
Penyakit dari banyak aspek genetik
Kanser berkembang apabila petunjuk genetik yang mengatur bagaimana sel berfungsi, terutama bagaimana mereka matang dan membelah, mengalami perubahan tertentu.
Sebilangan perubahan genetik yang menyebabkan barah mengubah sekatan semula jadi tubuh terhadap pertumbuhan sel; yang lain mungkin mengganggu struktur dan fungsi protein yang menjalankan kerja sel dan menjadikannya dalam keadaan baik.
Perubahan genetik yang berpotensi menyebabkan barah boleh diturunkan dari ibu bapa ke anak. Mereka juga boleh timbul semasa hidup seseorang, seperti semasa pembelahan sel, atau sebagai tindak balas terhadap radiasi ultraviolet, karsinogen dalam asap tembakau, atau faktor persekitaran lain.
Terdapat pelbagai jenis perubahan genetik. Sebilangan hanya mempengaruhi satu blok bangunan DNA, sementara yang lain dapat menduplikasi, menghilangkan, atau menyusun semula urutan panjang blok bangunan.
Cara lain bahawa perubahan genetik boleh menyebabkan barah tidak mengubah DNA itu sendiri tetapi mengubah kemampuannya untuk menyatakan arahannya. Jenis perubahan ini disebut epigenetik. Salah satu cara ia berlaku adalah melalui label kimia yang melekat pada DNA.
Adalah normal bagi sel, bahkan yang sihat, untuk mengalami perubahan genetik, tetapi sel barah cenderung mempunyai banyak lagi. Kanser setiap orang akan mempunyai corak perubahan genetiknya sendiri, dan walaupun pada tumor yang sama, sel yang berlainan mungkin mempunyai cap jari genetik yang berbeza.
Melompat gen - jenis pemacu baru
Gen lompat, yang para saintis memanggil unsur transposable, adalah urutan DNA yang dapat bergerak dalam genom. Mereka "datang dalam berbagai bentuk dan bentuk," dan saintis memerlukan alat khusus untuk menganalisisnya.
Berkat teknik yang lebih baik dan hebat, para saintis menyedari bahawa gen melompat sangat aktif dalam genom dan mungkin "mereka tidak lagi harus dipinggirkan."
Bagaimana gen melompat memasuki genom manusia semasa evolusi adalah persoalan hangat. Sebilangan orang berpendapat bahawa jangkitan virus adalah cara yang biasa.
Kajian terdahulu menunjukkan bahawa unsur-unsur tertentu dalam gen melompat dapat mempengaruhi ekspresi gen barah. Walau bagaimanapun, ini belum menyelidiki kejadian seperti itu dengan lebih terperinci atau meneroka seberapa biasa kejadian tersebut dalam pelbagai jenis barah.
Oleh itu, Prof Wang dan pasukannya memutuskan untuk menangani perkara ini dengan menggunakan sampel tumor dari program The Cancer Genome Atlas.
Mereka mendapati bahawa gen melompat adalah ciri banyak barah dengan pertumbuhan tumor yang dipercepat.
Nampaknya dalam kanker yang lebih agresif ini, gen yang melompat berperilaku sebagai "pertukaran cryptic" yang menghidupkan gen yang berkaitan dengan barah yang biasanya diam - dan menjadikannya tetap aktif.
Gen lompat berbeza di antara jenis barah
Penemuan kritikal dari kajian ini adalah bahawa sementara gen melompat kelihatan meluas dalam barah, corak kehadiran dan pengaruhnya berbeza-beza di antara jenis kanser.
Pasukan ini, misalnya, mendapati bahawa 12 peratus kanser otak glioma mempunyai sekurang-kurangnya satu gen melompat, sedangkan angka ini adalah 87 persen untuk jenis barah paru-paru yang disebut karsinoma sel skuamosa.
"Melompat gen lebih penting dalam beberapa jenis barah berbanding yang lain, tetapi rata-rata, kita mendapati sekurang-kurangnya salah satu daripadanya mengaktifkan gen barah pada sekitar separuh daripada semua tumor yang kita pelajari," jelas Prof Wang.
Dia mencadangkan bahawa memberi doktor jenis maklumat ini dapat membantu mereka memutuskan sama ada untuk merawat kanser tertentu "dengan lebih agresif."
"Ini juga menyediakan sasaran baru untuk belajar untuk terapi barah di masa depan," tambahnya.
Penemuan penting lain adalah bahawa gen lompat yang beroperasi sebagai suis tersembunyi lebih banyak berlaku pada barah yang bentuk DNAnya lebih terbuka. Genom biasanya membuat DNA tertutup rapat. DNA berbentuk terbuka lebih cenderung kehilangan sebahagian fungsinya.
"Banyak elemen transposable yang dilakukan dalam genom kita masih menjadi misteri. Kajian ini adalah garis besar terperinci pertama mengenai peranan penting mereka dalam barah. "
Prof Ting Wang
