'Packaging' ADN Importante: Si usted piensa que los genes del cáncer son simples, usted no sabe JAK

Mayo 15, 2016 Admin Salud 0 3
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Los genes que causan el cáncer puede trabajar de maneras más poderosas y tortuosos que se hicieron. Los científicos han demostrado que un gen llamado JAK que está estrechamente vinculada a un gen que causa cáncer común en personas consejos escalas hacia el cáncer de forma inesperada.

JAK detiene el ADN de un organismo a gran escala, frustrando un evento molecular crítico muy temprano en el desarrollo de un embrión.

Un equipo de la Universidad de Rochester Medical Center hizo el descubrimiento, publicado en la 7 conjunto de Public Library of Science (PLoS) Genética, a través de las investigaciones con moscas de la fruta, que comparten gran parte de la misma célula de señalización complejos como los humanos . Clasificación de los principales procesos moleculares en moscas de la fruta u otros organismos científicos relativamente simples primero ha permitido a menudo el estudio de enfermedades como el cáncer de acelerar el desarrollo de nuevos tratamientos durante años o incluso décadas.




Mediante la manipulación del ADN de moscas de la fruta y el análisis de sus tipos de cuerpo a medida que desarrollan - como gusanos - el equipo ha hecho un descubrimiento sorprendente: los efectos de las mutaciones que promueven el cáncer a la secuencia de ADN de un gen que normalmente suprime el cáncer se puede transmitir de padres a hijos, incluso si la propia mutación no se transmite a la descendencia. En algunas circunstancias, tiene un padre con la mutación es suficiente para afectar a la descendencia final, incluso cuando la misma mutación no se pasa a la siguiente generación.

El trabajo ofrece una clara ilustración de una realidad que los científicos están llegando a respetar plenamente sólo recientemente: A pesar de que el código del ADN se ha considerado tradicionalmente la única forma de pasar información genética entre generaciones, hay otras herencias genéticas, más delgado, los tipos de una "memoria molecular" que puede ir de generación en generación.

El equipo hizo el descubrimiento con un gen que causa el cáncer, o oncogén, conocido como una quinasa JAK activado. Un sistema bioquímico muy similar a JAK es vital para la salud de las personas, pero cuando sus señales fuera de control, el sistema puede desempeñar un papel en el desarrollo de leucemia o linfoma.

Durante décadas, los científicos han burlado de los secretos del ADN, aprender un fragmento de ADN controla a otra, ya que algunos genes ejercen un enorme poder sobre los demás, y cómo el código de ADN encripta todo tipo de señales bioquímicas - inicio, parada , activar, desactivar, y así sucesivamente. Los científicos han hecho grandes progresos en la comprensión de las señales complejas que rigen las enfermedades como el cáncer, a menudo encontrando que un gen clave que debe ser apagado, o que un gen que se suponía que fuera está encendido, o que un gen mutante crea proteína defectuosa que no funciona correctamente.

Ahora los investigadores están tratando de dar sentido a la sobreabundancia de información genética disponible. Por ejemplo, lo que una determinada secuencia de bases químicas que componen nuestro ADN, como ACTGGGCTAGTTGGCAGT, realmente significa para nuestra salud?

Los científicos están recurriendo más atención a la imagen grande, mirando a los mecanismos generales que determinan cómo nuestros cuerpos interpretan el ADN, el proyecto principal que controla cómo se desarrolla y funciona un organismo. Es parte de un cuerpo de trabajo conocido como "epigenética". La idea principal es que la información genética se puede regular a escala global más que en un gen gen por, que ha sido objeto de mucha investigación genética hasta ahora.

El equipo, con sede en el Departamento de Genética Biomédica y el Centro de Cáncer James P. Wilmot de la Universidad demostró cómo la información epigenética puede jugar un papel importante en la causa de cáncer.

"Uno podría suponer que una mosca de la fruta que hereda una mutación que puede aumentar el cáncer está en mayor riesgo de la enfermedad de su hermano que no hereda esa mutación", dijo el genetista Willis Li, Ph.D., l ' autor del estudio y profesor asociado en el Departamento de Genética Biomédica.

"Encontramos un ejemplo en el que esto no es cierto. Hemos encontrado que los efectos cancerígenos de ciertas mutaciones pueden persistir en las células que ni siquiera portan el gen dañado, y que estos efectos pueden transmitirse de una generación a la siguiente, aunque no En realidad, en el código de ADN. efectos de la mutación del ADN de uno de sus padres afectan los genes de su descendencia. A pesar de la mutación se encuentra en una mosca, pero no en otro, ambos se ven afectados por igual ", dijo Li.

Para entender el trabajo, ayuda a pensar en grandes tramos de ADN, a veces incluye muchos genes, como valiosos paquetes de información que deben ser tratados con gran cuidado y precisión, no sólo a medida que se pasan de generación en generación, sino también durante el la vida de un individuo. Estos paquetes contienen pequeñas banderas o marcas. Al igual que un paquete normal, podría tener las palabras "manejar con cuidado" impreso en ella, nuestro ADN tiene señales químicas que le dicen las cosas del cuerpo como, "no convertir este conjunto de genes" o "convertir estos genes sólo en caso de emergencia . "No importa lo que está" dentro del paquete "- no importa el código de ADN específico - tales señales químicas en el exterior proporcionan instrucciones que ayudan al cuerpo para determinar qué hacer con el ADN.

Las instrucciones son a menudo a través de un mecanismo conocido como la metilación del ADN, que el cuerpo utiliza a menudo para desactivar genes. Normalmente, las marcas química debe ser limpiado y restaurado muy temprano en la vida de un organismo a través de un proceso conocido como reprogramación epigenética. Pero el equipo de Li mostró que JAK - específicamente una quinasa JAK activado conocida como HIP-Tum-l - puede interrumpir esta reprogramación, para que los niños heredan el patrón de metilación de un padre. En otras palabras, el patrón específico de genes que están destinados a estar encendido o apagado - las instrucciones sobre qué hacer con el ADN - se transmite por error de padres a hijos.

Mientras que los científicos han sabido que la información epigenética puede transmitirse de generación en generación, Li dice que esta es la primera vez que el fenómeno se ha relacionado con un gen que causa cáncer.

Para el estudio, el equipo de Li se centró en la interacción entre JAK y un gen conocido como Krьppel, más conocido para jugar un papel importante en el desarrollo del cuerpo de una mosca de la fruta. Resulta que Krьppel también mejora la capacidad de un organismo para suprimir tumores, y si el gen normal es eliminado o reemplazado por una versión defectuosa, un organismo es más probabilidades de desarrollar cáncer cuando otro gen que causa el cáncer como JAK está presente.

Su equipo encontró que algunas moscas con una versión normal de Krьppel consiguieron tantos tumores como sus hermanos con la mala copia - cerca de tres veces el número de tumores que más moscas de la fruta con la versión normal - simplemente porque uno de sus padres albergaban el oncogén JAK. Los científicos creen que la mutación JAK alguna manera en mal estado el "paquete" que contenía Krьppel, y este daño causa problemas de una generación más tarde, incluso cuando el gen Krьppel fallo ya no está presente.

"En Jurassic Park, todo el conocimiento que se necesita para volver a crear los dinosaurios fue sacado de ADN antiguo incrustado en ámbar", dijo Dirk Bohmann, Ph.D., investigador y compañero de mosca de la fruta que no haya participado directamente en el estudio. "Willis y otros científicos muestran que hay mucho más que entra en el control y regulación de la información genética que sólo el conocimiento del código de ADN. Michael Crichton tendría un tiempo más difícil hacer esta película hoy en día, teniendo en cuenta lo que se ha descubierto en los últimos años.

"Este trabajo nos dice que debemos prestar más atención a la forma en que se empaqueta el ADN. No se trata sólo de la secuencia de ADN", añadió Bohmann.

El año pasado, en un artículo en la revista Nature Genetics, Li mostró por primera vez que JAK es más poderoso que el oncogén se pensaba anteriormente, con la capacidad de activar genes que causan el cáncer que normalmente están en silencio, a través de otro mecanismo epigenético que implica gen embalaje. El nuevo trabajo muestra que el gen también es capaz de suprimir los genes del cáncer, supresión que normalmente se activan, lo que hace aún más JAK de una amenaza que se habían conocido.

Trabaja como Li está recibiendo la atención de las compañías farmacéuticas, que están desarrollando fármacos que actúan sobre el ADN de un organismo epigenética nivel de gobierno o "envase". Este trabajo proporciona una nueva diana para el desarrollo de medicamentos para detener el cáncer, y recuerda que se necesita mucha más investigación los científicos antes de que entendamos plenamente el funcionamiento de ACTGGGCTAGTTGGCAGT y un sinnúmero de otras secuencias de ADN en nuestro cuerpo.

El primer autor del trabajo es estudiante de posgrado Yalan Xing. Además de Li, otros autores incluyen estudiante graduado Canción Shi; ex estudiante postdoctoral largo Le, M.D .; Crystal Técnica A. Lee; y el investigador postdoctoral Louise Plata Morse, Ph.D. El trabajo fue apoyado por el Instituto Nacional de Ciencias Médicas Generales, la Sociedad Americana del Cáncer y la Sociedad de Leucemia y Linfoma.

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