Функционирует при финансовой поддержке Федерального агентства по печати и массовым коммуникациям (Роспечать)

В опухолях головы и шеи нашли генетические «супервключатели»

Flam et al., Scientific Reports 2019

Исследователи из России и США разработали простой способ исследования суперэнхансеров в данных ДНК метилирования. Благодаря ему у больных с опухолями головы и шеи удалось обнаружить 159 характерных для них суперэнхансеров, регулирующих работу 150 генов из ассоциированных с онкологией метаболических путей. Эта находка, опубликованная в журнале Scientific Reports — еще одно подтверждение идеи того, что рак головы и шеи имеет отчасти эпигенетическую природу.

Для тонкой регуляции генов клетки придумали множество способов. В частности, активность гена может зависеть от состояния других, регуляторных участков ДНК. По действию последние можно разделить на «включатели» (энхансеры) и «выключатели» (сайленсеры).

В последние несколько лет исследователи начали находить в геноме целые батареи энхансеров, лежащих друг за другом и назвали их суперэнхансерами. Они густо населены разнообразными эпигенетическими метками вроде модифицированных гистонов или ДНК-метилирования и работают посадочными площадками для факторов транскрипции. Их количество и качество влияют на активность генов, отвечающих за клеточную идентичность, в том числе и онкогенов. Во многих онкологических заболеваниях суперэнхансеры, скорее всего, играют не последнюю роль, но пока не описаны.


Эмили Флам (Emily Flam) и ее коллеги из Университета Джонса Хопкинса описан простой алгоритм действий для нахождения и исследования суперэнхансеров. На основании сведений о других онкологических заболеваниях исследователи получили список известных энхансеров и помощи технологии MBD-seq нашли те из них, ДНК которых по-разному метилирована между больными и здоровыми. Чем сильнее метилирована ДНК регуляторного участка, тем обычно пассивнее связанный с ним ген. Зная это, исследователи предложили найти регулируемые гены неподалеку по корреляции их активности с уровнем метилирования.

В качестве примера они применили свою схему для когорты пациентов с вирусом папилломы и раком головы и шеи, — заболеваниями, которые часто встречаются вместе. По итогам было обнаружено 159 альтернативно метилированных суперэнхансеров, регулирующих работу 150 генов, или 211 пар суперэнхансер—ген. Большинство суперэнхансеров оказалось метилировано излишне и регулируемые ими гены были малоактивны. 

Дополнительно проверив на эти пары у пациентов с тем же набором болезней из независимой контрольной выборки, исследователи подтвердили, что 63 процента найденных ранее пар сохраняются и для нее. В подтверждение неслучайности обнаруженных пар, анализ самих генов показал их важность для других типов рака. Исследователи надеются, что их метод будет успешно работать и на других данных и поможет узнать больше о роли суперэнхансеров при различных онкологических заболеваниях.


Изменяя уровень метилирования ДНК, клетка быстро подстраивается к окружающим условиям. Делается это при помощи фермента метилтрансферазы. Недавние исследования показали, что увеличенная активность этого фермента может защитить от золотистого стаффиллококка — интенсивное метилирование снижало выработку интерлейкина 10 и способствовало выздоровлению.

Вера Мухина

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.