เซลล์มะเร็งอาจเป็นหนี้ธรรมชาติที่ทำลายล้างของพวกเขาเพื่อ DNA ที่ไม่เหมือนใครซึ่งเป็นรูปโดนัท
การศึกษาที่ตีพิมพ์ในวันนี้ (20 พ.ย. ) ในวารสาร Nature พบว่าในบางเซลล์มะเร็ง DNA ไม่ได้บรรจุลงในโครงสร้างที่มีลักษณะคล้ายเกลียวเหมือนในเซลล์ที่มีสุขภาพดี แต่วัสดุทางพันธุกรรมจะพับเป็นวงแหวน เหมือนรูปร่างที่ทำให้มะเร็งก้าวร้าวมากขึ้น
“ DNA นำเสนอข้อมูลไม่เพียง แต่ตามลำดับเท่านั้น แต่ยังอยู่ในรูปร่างของมัน” Paul Mischel ผู้เขียนร่วมอาวุโสศาสตราจารย์ด้านพยาธิวิทยาจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียซานดิเอโกกล่าว
ดังที่คุณอาจจำได้จากชั้นเรียนชีววิทยาส่วนใหญ่ของ DNA ของเรานั้นบรรจุแน่นภายในนิวเคลียสของเซลล์ในโครงสร้างที่เรียกว่าโครโมโซม เซลล์เกือบทั้งหมดมีโครโมโซม 23 คู่ซึ่งแต่ละคู่ประกอบด้วย DNA ประมาณ 6 ฟุต (1.82 เมตร) ที่พันรอบ ๆ กลุ่มโปรตีนที่ทำหน้าที่เป็นโครงร่างอย่างแน่นหนา
โครงสร้างที่เต็มไปด้วยแยมนี้ช่วยให้ยีนบางตัวสามารถเข้าถึงได้โดยโมเลกุลที่ "อ่าน" และดำเนินการตามคำแนะนำทางพันธุกรรมในขณะที่ยีนอื่น ๆ ยังคงซ่อนตัวอยู่ ผลลัพธ์ที่ได้คือกลไกที่ได้รับการควบคุมอย่างเข้มงวดซึ่งทำให้เซลล์ไม่สามารถทำตามคำแนะนำทางพันธุกรรมที่ไม่พึงประสงค์และจากการจำลอง (สร้าง "เซลล์ลูกสาว") ในลักษณะที่ผิดปกติ
“ ทุกสิ่งที่เราได้เรียนรู้เกี่ยวกับพันธุศาสตร์บอกว่าการเปลี่ยนแปลงควรจะช้า” Mischel กล่าวกับ Live Science แต่เมื่อหลายปีก่อน Mischel และทีมของเขาพบว่าในมะเร็งสมองชนิดหนึ่งเรียกว่า glioblastoma เนื้องอกดูเหมือนว่าจะสามารถเปลี่ยนแปลงได้ในอัตราที่ไม่เหมาะสม ดูเหมือนว่าเซลล์เนื้องอกนั้นจะแบ่งเซลล์ของลูกสาวออกมาเพื่อขยายการแสดงออกของ oncogenes ซึ่งเป็นยีนที่สามารถเปลี่ยนเซลล์ปกติให้กลายเป็นเซลล์มะเร็งได้
มันกลับกลายเป็นว่าบางส่วนของสำเนาของยีนที่เพิ่มขึ้นเหล่านี้มี "ไม่มีการผูกมัดจากโครโมโซม" Mischel กล่าว จากการที่โครโมโซมแตกตัวหลุดออกมาพวกมันถูกแขวนอยู่บนดีเอ็นเอชิ้นอื่นในเซลล์ตามรายงานของผู้เขียนที่ตีพิมพ์ในวารสาร Science ในปี 2014 จากนั้นพวกเขาพบว่าชิ้นดีเอ็นเอ "extrachromosomal" เหล่านี้เกิดขึ้นจริง (ecDNA) ในเกือบครึ่งหนึ่งของมะเร็งในมนุษย์ แต่ไม่ค่อยพบในเซลล์ที่มีสุขภาพดีการค้นพบผู้เขียนรายงานในหนังสือพิมพ์ที่ตีพิมพ์ในวารสาร Nature ในปี 2560
ในการศึกษาใหม่นี้พวกเขาคิดว่าเหตุใด ecDNA จึงแข็งแกร่ง การรวมกันของการถ่ายภาพและการวิเคราะห์ระดับโมเลกุลเผยให้เห็นว่าชิ้นส่วนของดีเอ็นเอเหล่านี้ถูกห่อหุ้มรอบโปรตีนในรูปวงแหวนคล้ายกับดีเอ็นเอวงกลมที่พบในแบคทีเรีย
รูปร่างวงแหวนนี้ทำให้เครื่องจักรของเซลล์เข้าถึงข้อมูลทางพันธุกรรมได้ง่ายขึ้นรวมถึง oncogenes เพื่อให้สามารถคัดลอกและแสดงออกได้อย่างรวดเร็ว (ตัวอย่างเช่นสั่งให้เซลล์ที่แข็งแรงเปลี่ยนเป็นมะเร็งได้) Mischel กล่าว การเข้าถึงได้ง่ายนี้ช่วยให้เซลล์มะเร็งสามารถสร้างเนื้องอกที่ส่งเสริมการสร้างเนื้องอกจำนวนมากวิวัฒนาการอย่างรวดเร็วและปรับให้เข้ากับสภาพแวดล้อมที่เปลี่ยนแปลงได้ง่าย
นักวิจัยพบว่าในทางตรงกันข้ามกับเซลล์ที่มีสุขภาพซึ่งแบ่งยีนของพวกเขาออกจากเซลล์ลูกสาวในแบบปกติและที่คาดไว้เซลล์มะเร็งเหล่านี้จะกระจาย ecDNA ด้วยวิธีการสุ่ม มันก็เหมือนกับ "โรงงานสำหรับสูบสูบออนโคเจนและตัน" นำไปสู่เซลล์ของลูกสาวบางคนที่ได้รับออนโคเจนหลายชุดในการแบ่งเซลล์เดียว Mischel กล่าว
"นี่เป็นการศึกษาที่น่าตื่นเต้นมาก" เฟิ่งหยูผู้อำนวยการศูนย์มะเร็งฟังก์ชั่นที่ศูนย์มะเร็ง Lurie มหาวิทยาลัยนอร์ทเวสเทิร์นกล่าวซึ่งไม่ได้เกี่ยวข้องกับการวิจัยกล่าว "งานนี้แสดงให้เห็นถึงความก้าวหน้าทางแนวคิดของการมีส่วนร่วมของ ecDNA ในการสร้างมะเร็งในมนุษย์"
Mischel และผู้เขียนการศึกษาอื่น ๆ บางคนเป็นผู้ร่วมก่อตั้ง บริษัท Boundless Bio Inc. ซึ่งเป็น บริษัท ที่ทำการวิจัยเกี่ยวกับการรักษาด้วยการใช้ดีเอ็นเอเชิงนิเวศ การศึกษาผู้เขียนร่วม Vineet Bafna ยังเป็นผู้ร่วมก่อตั้งและมีส่วนได้เสียใน บริษัท Digital Proteomics แต่ผู้เขียนอ้างว่าไม่มี บริษัท ใดมีส่วนร่วมในการวิจัยนี้
