Epigenética del cáncer: avance en la identificación de genes diana

Mayo 2, 2016 Admin Salud 0 4
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El cáncer se suele atribuir a genes defectuosos, pero cada vez más evidente a partir del campo de la epigenética del cáncer indica un papel clave para el gen "silenciamiento" de manera estable las proteínas que desactivan los genes dentro del núcleo de la célula. Un nuevo estudio de la Universidad de Rice y el Baylor College of Medicine (BCM) promete acelerar la investigación en el campo identificando rápidamente los genes que las proteínas pueden apuntar para el silenciamiento epigenético.

El estudio, que aparece esta semana en Nucleic Acids Research, muestra cómo un nuevo programa informático llamado EpiPredictor puede buscar cualquier genoma para identificar los genes específicos afectados por las proteínas epigenéticos. La investigación incluye resultados experimentales detallados que verifican los resultados de EpiPredictor. La investigación fue financiada en parte por el Instituto de Investigación de la Prevención del Cáncer de Texas (CPRIT).

"Epigenética del Cáncer es un nuevo campo, y todavía estamos luchando con los fundamentos", dijo el investigador Jianpeng Pero, profesor de bioingeniería en Rice y el Lodwick T. Bolin profesor de bioquímica en BCM. "Es algo así como un juego de mesa. Hasta ahora, entendemos algunas de las reglas y vio algunas de las piezas, pero la mesa de juego en sí estaba prácticamente vacío. EpiPredictor permite que todos puedan ver la tarjeta. Y realmente cambia las cosas ".




Mientras que muchos tipos de cáncer se han relacionado con mutaciones en la secuencia de ADN de los genes particulares, los cambios epigenéticos no implican mutaciones genéticas. En cambio, la epigenética permite que dos células con secuencias de ADN idénticas a comportarse de manera totalmente diferente. Proteínas epigenética alteran efectivamente el genoma de apagar los genes que no son necesarios. Este proceso de edición es lo que permite a los humanos tienen células especializadas - como las células nerviosas, células óseas y células de la sangre - que se ven y se comportan de manera diferente, incluso si comparten el mismo ADN.

Los principales actores de la epigenética del cáncer son una familia de proteínas llamadas Polycomb-group (BPC) proteínas. Pcgs encuentran en lo profundo dentro del núcleo de las células, en la sala donde se almacena el ADN. Los estudios han encontrado niveles anormalmente altos de pcgs en algunas de las formas más agresivas de cáncer de mama y cáncer de próstata.

PCGS son generalistas que pueden ser llamados para silenciar uno de varios cientos a varios miles de genes. Ellos son reclutados para esta tarea por parte de elementos de respuesta Polycomb (PRES), segmentos de ADN que están al lado de las proteínas de los genes después silencio. Aquí es donde la mesa de juego está vacía; si los científicos saben que hay literalmente cientos de miles de potenciales PRE en un determinado genoma - incluyendo todo, desde simples insectos a los seres humanos - nunca se han encontrado pocos pres.

"Hasta ahora, sólo dos PRE fueron verificadas experimentalmente en los mamíferos - uno en ratones y uno en el ser humano", dijo el creador EpiPredictor Jia, Zeng, un investigador asociado postdoctoral BCM. "Sospechamos que hay tantos de ellos, pero la búsqueda de ellos era difícil."

Zeng, un científico de la computación, que no tenía la biología entrenamiento formal, cuando se unió al laboratorio, pero en el contexto de un programa de capacitación para CPRIT financiado computación investigación del cáncer.

"Uno de los mayores desafíos de la finalización del Proyecto Genoma Humano ha sido cómo excavar la información útil de la enorme cantidad de datos genómicos", dijo Ma.

Pero dijo que el nuevo método de Zeng por reducción a cero en secuencias PRE es ampliamente aplicable para la minería de datos genómica en áreas fuera de la investigación del cáncer.

"Determinar la función de un gen basado únicamente en los datos de secuencia es prácticamente imposible", dijo Ma. "Reconociendo esto, Jia aplica algunas herramientas avanzadas de ciencias de la computación para crear un programa de aprendizaje que pueden ser entrenados para buscar secuencias PRE basados ​​en los datos experimentales que escasea estaban disponibles."

En pruebas con el genoma de la mosca de la fruta Drosphilia melanogaster, el programa EpiPredictor encontró casi 300 genes diana epigenéticos. La investigación experimental para un colaborador desde hace mucho tiempo, pero, bioquímico BCM Qinghua Wang, verificó que las previsiones eran EpiPredictor biológicamente significativo.

"Estamos tratando de utilizar el método para escanear el genoma humano para buscar posibles genes que juegan un papel en la epigenética del cáncer", dijo Wang, profesor asistente de bioquímica y biología molecular. "También esperamos que otros explorarán cómo este nuevo método puede ayudar a identificar la ubicación y función de los genes más allá del ámbito de la epigenética".

Los co-autores incluyen arroz estudiantes graduados Yufeng Gou y Brian Kirk, un tipo de formación predoctoral en la Biblioteca Nacional de Medicina Programa de Capacitación del Centro Keck de la Costa del Golfo Consorcios. La investigación fue financiada por los Institutos Nacionales de Salud, la Fundación Nacional para la Ciencia, la Fundación Welch y el John y Ann Doerr Fondo para la Biomedicina Computacional en la Universidad Rice. CPRIT comunión de Zeng es administrado por el Centro Keck para el Programa de Formación Biología del Cáncer Computacional de la Costa del Golfo Consorcios.

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