DNA断裂重塑癌症基因控制

癌症医生和科学家对了解癌症基因组中广泛的DNA损伤机制非常感兴趣，因为这可能会改善治疗和诊断。在这项研究中，由贝勒医学院的研究人员领导的多机构团队引起了人们对基因组结构变异的关注，这是一种以前不被重视的机制，涉及改变人类癌症中DNA甲基化(一种基因控制形式)。

研究人员收集了来自整个国家的数据基因组从1400多种人类癌症中测序、基因表达和DNA甲基化。他们今天在杂志上发表了报告基因组生物学结构变化持续改变影响数百个基因的DNA甲基化，总体上降低了癌症DNA甲基化的全球水平。

“当基因组的一个部分的DNA片段被移动到基因组的另一个部分时，基因组结构就会发生变化，这就出现了序列中的断点。因此，当对一个DNA片段进行测序时，人们可能会发现来自其他区域的两个DNA片段融合在一起，这破坏了DNA中编码的遗传指令，”通讯作者Chad Creighton博士说，他是贝勒医学院丹·L·邓肯综合癌症中心的医学副教授和癌症生物信息学联合主任。

在这项研究中，Creighton和他的同事们研究了基因组结构变异对DNA甲基化和基因表达的影响人类癌症．他们分析了来自两个不同的大型科学联盟的数据，癌症基因组图谱和全基因组全癌症分析。这些数据包括整个基因组的分子变化;这是在蛋白质编码基因和它们的调节区域，对成千上万的癌症。数据集包括来自非癌组织的相同信息，以便进行比较。

研究如此多的患者样本为研究人员的分析提供了更多的统计力，并使他们能够找到可能涉及的新基因癌症．克赖顿说:“这一次，我们有了比以前更多的病例和更深入的测序。

在研究的第一部分，研究人员发现，基因组结构变异在很大一部分癌症中改变DNA甲基化起着重要作用。DNA甲基化是一种控制方法基因表达；它是表观基因组的一部分。表观基因组是指对DNA和相关蛋白质的所有化学修饰，这些修饰调节基因组内基因的表达。

“甲基化变化在多种癌症类型中以非随机的方式发生，”Creighton说。“其中一些基因以前就被认为与癌症有关，但我们也发现了以前与这种疾病无关的基因。一些基因可能直接与疾病有关，其他人可能是‘乘客’。”

总的来说，结构变异与DNA甲基化的整体下降有关。

“我们知道，在癌症中，表观基因组被改变了。在目前的研究中，我们发现结构变异是改变表观基因组的一个重要机制。这在以前是不被重视的。”克莱顿说。“我们认为这可能是癌症基因组学的首批调查之一，可以显示DNA甲基化的变化发生在哪里，以及发生在哪种类型的癌症中。”

在研究的第二部分，研究人员发现，就特定癌症中存在的结构变异量而言，不同癌症之间存在差异。有些癌症可能没有严重改变，而另一些癌症则有广泛的结构变异。这些发现使研究人员能够根据结构变异的多少对癌症进行分层。

这项分析和其他分析告诉了研究人员很多关于这些癌症的情况。例如，Creighton和他的同事们发现，DNA改变程度高的癌症也倾向于减少免疫细胞浸润。这一发现可能会对癌症免疫治疗产生影响。

Creighton说:“我们认为我们的研究是独特的，因为我们发现结构变异不仅在DNA序列错误中起着重要作用，而且在表观遗传水平上影响DNA。”“我们提出结构性的影响变异在寻找癌症的遗传原因时，对DNA甲基化的影响是需要考虑的。”

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