研究发现跳“垃圾”DNA是一种新型引起儿童脑癌

科学家们发现一种攻击性儿童脑癌的小说原因。圣裘德儿童研究医院的研究是第一个文档如何转座子,一块“跳跃”基因组的DNA,可以捐赠其启动子驱动一个致癌基因的表达。最近发表在工作Acta Neuropathologica。

转座子是重复移动分散在整个基因组序列占人类基因组的17%左右。长点缀元素1(1号线或L1)是唯一的自主活动转座子在人类身上。平均人类基因组包含大约80 - 100活跃l1能够“跳”(retrotranspose)。像大多数人类基因,l1的DNA片段,retrotransposition所需调节基因的表达。这样一个监管元素称为启动子启动基因表达在特定的网站。在这项研究中,科学家们发现,retrotransposition L1提供了一个活跃的致癌基因启动子,FOXR2。这导致了过度的FOXR2,最终癌症。

“L1发起人的捐赠机制完全是小说,“共同通讯作者历程张说,圣裘德计算生物学的博士,主席。“我们的研究为人们打开了一扇大门在开始调查这一机制的癌症和其他疾病。这可能需要开发或加强计算方法来检测这些事件。”

一个令人费解的癌症分类

研究始于一个儿科癌症病人到达诊所高档神经胶质瘤。临床医生和科学家们想找到高级神经胶质瘤的根本原因,因为他们是激进的脑癌,往往抵抗治疗。

通常,病理学家看一种特殊的化学修饰的DNA,称为甲基化,作为分类的黄金标准脑部肿瘤,匹配的组织病理学分类癌症。这个分类有助于指导治疗。在这种情况下,甲基化模式和组织病理学不匹配,所以肿瘤是不保密的。

“从临床病理的角度来看,神经胶质瘤肿瘤看起来像一个高档,但它显示了一个中枢神经系统肿瘤胚胎甲基化的状况与FOXR2激活,这是非常罕见的,”共同通讯作者杰森蒋介石说,医学博士博士,圣裘德病理学系。“这促使我们研究这个肿瘤,因为它表明高FOXR2表达式是司机的事件。”

调查人员提供的不匹配样品感兴趣,尤其是FOXR2表达式。FOXR2是一种蛋白质称为转录因子,结合DNA和改变其他基因的表达。因此,FOXR2似乎可能会推动癌症。但研究人员需要找出为什么它是过表达。

张的团队不能确定为什么它被激活使用可用的计算算法。因此,研究人员仔细观察了原始序列数据。

一个算法的垃圾是科学家的宝藏

l1曾被报告为癌症时司机retrotransposition中断正常基因功能,例如,肿瘤抑制的正确表达。然而,这项工作之前,没有科学报告L1发起人的捐赠事件驱动致癌基因的表达,在正常情况下,启动子区域丢失在retrotransposition到一个新的区域的DNA。

内的一些数据,一个标准的映射算法通常剪辑,张和博士后枭龙Chen博士认识到DNA剪模式看上去像一个L1 FOXR2内部基因。在一个意外的时刻,黛安娜Flasch,博士,博士后曾与L1,认识到一个L1监管元素的迹象。研究人员进行了特殊的技术,DNA序列长地区解码FOXR2这个retrotransposed L1的结构。

科学家们使用样本获得随着时间的学习当retrotransposition发生在肿瘤的发展。L1发起人的捐赠发生过其他癌症相关的基因突变,这可能是驱动的事件导致了癌症。

由于插入L1监管元素从未被怀疑参与肿瘤发生,现有的计算算法并不旨在检测此类事件。人类的头脑才第一次看到和理解模式。

“科学家们需要保持他们的眼睛开放所有的可能性,”蒋说。“不要过滤信息,你认为是垃圾。有时,黄金是垃圾。”