Lebende Zellen enthält Zehntausende von Genen, die dienen als Anleitungen für die Herstellung der Proteine, die die Zellen brauchen, um zu überleben. Diese Gene wirken in hohem Grade kooperative und wechselseitige Wege, und Wissenschaftler haben lange bekannt, dass eine änderung in der expression eines Gens beeinflussen können, wie andere Gene Funktion. Diese Wechselwirkungen können Einfluss auf eine Zelle, die die Fähigkeit zu überleben.
In einer neuen Studie, die Wissenschaftler an der Universität von Maryland und dem National Cancer Institute identifiziert 12 verschiedene Arten von gen-pair-Interaktionen, in denen die unterschiedlichen Ebenen der expression der beiden Gene korreliert mit Krebs-Patienten überleben. Die Ergebnisse wurden in der Zeitschrift Cell Reports on Juli 23, 2019, legen nahe, dass Gene, die in solchen gekoppelten Interaktionen konnten neue Ziele für die Krebstherapie.
„Unter Berufung auf spezifische Krebs-Schwachstellen, wie ein bestimmtes mutiertes gen ist die funktionelle Beziehung mit anderen Genen, ist möglicherweise ein wirksamer Ansatz zur Behandlung von Krebs“, sagte der Studie leitende Autor Sridhar Hannenhalli, ein professor in der Abteilung der Zellbiologie und Molekulare Genetik an der UMD.
Dieser Ansatz ist bereits erforscht, in einer Art von gen-paar-Beziehung genannt synthetische Letalität, in denen die Inaktivierung der beiden Gene ist tödlich für eine Zelle, sondern die Inaktivierung eines Gens durch sich selbst ist nicht. In der Krebs-Zellen, in denen Mutationen zu einer Inaktivierung eines Gens, Drogen, Hemmung der partner gen wäre tödlich für die Krebszellen, sondern haben nur minimale oder keine Wirkung auf gesunde Gewebe, in dem das erste gen, das exprimiert wird normalerweise.
Diese neue Arbeit zeigte sich ein breites Spektrum von wichtigen gen-pair-Beziehungen zusätzlich zu synthetischen Letalität. Viele dieser neuen Beziehungen wurden häufiger in die Forscher, die Daten als synthetische Letalität, das heißt, Sie können bieten viele weitere mögliche Ziele für die Krebstherapie.
„Unsere Arbeit erweitert die Möglichkeiten von Strategien, bisher beschränkt auf synthetische Letalität, durch die Verallgemeinerung das Konzept der Nutzung genetischer Interaktionen, sind viele andere noch unerforschte Arten der gen-pair-Mädchen-Beziehungen“, sagte Hannenhalli, wer hat eine gemeinsame Berufung der Universität von Maryland Institute for Advanced Computer Studies (UMIACS). „Wir glauben, dass dieser bildet die Grundlage für den Einsatz einer computergestützten Methode für die Identifizierung und Untersuchung, zusätzliche Arten von genetischen Interaktionen in der Zukunft.“
Das Papier stellt eine neue, datengetriebene Methode zur Identifizierung von gen-Interaktionen mit möglichen Auswirkungen auf die Krebs-Patienten Ergebnisse, die Hannenhalli entwickelt in Zusammenarbeit mit dem ehemaligen UMD student Assaf Magen (Ph. D. ’19, computer science), der erste Autor der Studie, und Eytan Ruppin, derzeit in der National Cancer Institute und ehemaliger Direktor des Zentrums für Bioinformatik und Computational Biology an der UMD.
Unter Verwendung der Daten von 5,288 Tumoren stellvertretend für 18 verschiedene Krebs-Arten, die das team definiert sechs Interaktionen, in denen jedes gen in einem paar sein könnte, ausgedrückt in einem niedrigen, mittleren oder hohen Niveau. Sie gilt dann, dass jede dieser Kombinationen könnte im Zusammenhang mit einer „positiven“ oder „negativen“ Ergebnis für die Patienten überleben. Das brachte die Gesamtzahl der möglichen gen-paar-Beziehung-Typen bis 12.
Mit einem neuartigen computational Strategie, bewerteten die Forscher alle möglichen Kombinationen der Gene in Ihren Datenbestand. Von 163 Millionen potentielle gen-Paare, die die Forscher identifiziert, die fast 72,000 gen-pair-Interaktionen im Zusammenhang mit einem positiven oder negativen Patienten überleben. Der Gene, die in dieser Interaktionen, die einen signifikanten Anteil bekannt ist beteiligt an Zellteilung und proliferation, die haben klare verbindungen zu Krebs.
Nach Hannenhalli, Identifizierung von gen-paar-Beziehungen können den Wissenschaftlern helfen, zu verstehen warum Mutationen in bestimmten Genen zu Krebs führen, in einem Gewebe, nicht aber der anderen, weil Ihr interagierenden Partner könnte ausgedrückt werden unterschiedlich in verschiedenen Arten von Gewebe. Ähnlich, gen-pair-Mädchen-Beziehungen, könnte erklären, warum bestimmte Medikamente wirksam sind, für einen Patienten aber nicht die andere. Die Beziehungen könnten auch helfen, die Forscher identifizieren, Untertypen von bestimmten Krebsarten, wie Brustkrebs, die helfen kann, mit der Prognose und Therapie.
Deren Erkenntnisse aus der gen-pair-Interaktionen, konnten die Forscher eine bessere Vorhersage von geduldigen Ergebnissen in Ihren Daten auf die tumor-gen-expression, verglichen mit herkömmlichen Verfahren, bei denen die expression einzelner Gene allein.
