Σχεδόν 20 χρόνια από τότε που αναλύθηκε η αλληλουχία του ανθρώπινου γονιδιώματος για πρώτη φορά, το 2003, εξακολουθούν να υπάρχουν πολλά ερωτήματα σχετικά με το πώς λειτουργούν τα γονιδιώματά μας. Ενώ η αλληλουχία του ανθρώπινου γονιδιώματος έχει παράσχει μια τεράστια εικόνα για τον τρόπο με τον οποίο λειτουργούν τα κύτταρα και το σώμα μας, η σαφής κατανόηση των γενετικών μηχανισμών που στηρίζουν πολλές κοινές ασθένειες και την υγεία μας παρέμεινε άπιαστη.
Ένας λόγος για αυτό είναι ότι ενώ το DNA μας κωδικοποιεί τις πληροφορίες που μας επιτρέπουν να αναπτύξουμε, να μεγαλώσουμε και να επισκευάσουμε τα κύτταρα και τους ιστούς μας, η έκφραση των γονιδίων μας ελέγχεται από άλλους μηχανισμούς. Για να εκφραστούν τα γονίδιά μας, πρέπει πρώτα να διαβαστούν ή να μεταγραφούν και μετά να κατασκευαστούν ή να μεταφραστούν τα μόρια για τα οποία κωδικοποιούν.
Για να μπορέσει ο κυτταρικός μηχανισμός να διαβάσει το DNA, το ίδιο το DNA πρέπει να είναι προσβάσιμο. Αυτό επηρεάζεται από διάφορους μηχανισμούς και γίνεται ολοένα και πιο σαφές ότι ο τρόπος με τον οποίο το DNA τυλίγεται γύρω από τις πρωτεΐνες που ονομάζονται ιστόνες και το πώς αυτές στη συνέχεια συσκευάζονται σε ίνες γνωστές ως χρωματίνη παίζει σημαντικό ρόλο.
Ο καθηγητής Trevor Graham, καθηγητής γονιδιωματικής και εξέλιξης στο Ινστιτούτο Έρευνας για τον Καρκίνο (ICR) στο Λονδίνο, είπε σε συνέντευξή του ότι «ανάλογα με το πώς αναδιπλώνεται [το DNA], αυτό μπορεί να επηρεάσει την έκφραση των γονιδίων. Η λογική είναι ότι εάν το DNA είναι όλο μπερδεμένο και κλειστό σε ένα μεγάλο μπερδεμένο τμήμα του γονιδιώματος, αυτά τα γονίδια μπορεί να μην είναι προσβάσιμα από μηχανήματα για εξαγωγή και να απενεργοποιηθούν. Ενώ αν βρίσκονται σε ξεμπερδεμένες περιοχές στο DNA, τότε τα γονίδια μπορούν να εκφραστούν», εξήγησε.
Μεταλλάξεις έναντι επιγενετικής
Ιστορικά θεωρούσαμε τον καρκίνο ως το αποτέλεσμα μιας συσσώρευσης μεταλλάξεων στο κύτταρο. Μεγάλη εστίαση έχει δοθεί στις περιβαλλοντικές αιτίες των καρκινικών μεταλλάξεων που αυξάνουν τον κίνδυνο ενός ατόμου να αναπτύξει ορισμένους καρκίνους. Ο καθηγητής Luca Magnani από το Imperial College του Λονδίνου, πρόεδρος στην προσαρμογή και την εξέλιξη του καρκίνου, εξήγησε στο MNT σε μια συνέντευξη:
«Συνεχίσαμε την αλληλουχία, μόνο τις περιοχές κωδικοποίησης, γιατί αυτές είναι πάντα εύκολο να εξηγηθούν. Σωστά; Έτσι, η ιδέα ενός καρκίνου που προκαλεί μετάλλαξη είναι κάτι που όλοι καταλαβαίνουν. Αλλά νομίζω, ξέρετε, πιθανότατα χτυπήσαμε τη γυάλινη οροφή πριν από λίγο.» Ένας από τους πιθανούς λόγους για το γεγονός ότι εξακολουθούν να υπάρχουν ερωτήματα σχετικά με τον ρόλο του αλλαγμένου DNA στον καρκίνο, είναι ότι δεν είναι μόνο οι μεταλλάξεις στο γονιδίωμα που οδηγούν τον καρκίνο, αλλά το επιγενετικό περιβάλλον στο οποίο υπάρχουν.
Με άλλα λόγια, ένα γονίδιο μπορεί να μεταγραφεί μόνο όπου η δομή της χρωματίνης και άλλοι επιγενετικοί μηχανισμοί το επιτρέπουν. Το προφίλ αυτής της δομής χρωματίνης παράλληλα με την αλληλουχία του γονιδιώματος του καρκίνου ήταν το επίκεντρο της έρευνας που δημοσιεύτηκε πρόσφατα στο Nature από μια ομάδα από το ICR, στην οποία συμμετείχαν τόσο ο καθηγητής Graham όσο και ο καθηγητής Magnani, μαζί με μεγάλο αριθμό άλλων ερευνητών, με επικεφαλής τον Prof. Andrea Sottoriva και οι μεταδιδακτορικοί ερευνητές Dr. Timon Heide και Dr. Jacob Househam.
Χαρτογράφηση του επιγονιδιώματος των όγκων
Στην πρώτη μελέτη που δημοσιεύτηκε πρόσφατα στο NatureTrusted Source, η ομάδα ανέλυσε την αλληλουχία ολόκληρου του γονιδιώματος 30 καρκίνων του παχέος εντέρου που δεν είχαν εξαπλωθεί και οκτώ αδενωμάτων, παράλληλα με την προσβασιμότητα στη χρωματίνη και τα γονίδια που εκφραζόταν. Βρήκαν μεταλλάξεις στα γονίδια που κωδικοποιούσαν τις πρωτεΐνες που ρυθμίζουν τη μεταγραφή της χρωματίνης στους καρκίνους και όχι στα αδενώματα. Βρήκαν επίσης ότι αυτές οι αλλαγές μεταβιβάστηκαν μετά την κυτταρική διαίρεση.
Αυτές οι αλλαγές στη χρωματίνη συνέβησαν κοντά στη θέση των μεταλλάξεων σε γονίδια που είναι γνωστοί οδηγοί καρκίνου, στα κύτταρα που λαμβάνονται από καρκινικούς όγκους. Για να εξετάσουμε γιατί η γενετική έκφραση των κυττάρων από τον ίδιο όγκο μπορεί να είναι διαφορετική, μια άλλη μελέτη της οποίας τα αποτελέσματα εμφανίστηκαν στο NatureTrusted Source αναλύει την αλληλουχία του γονιδιώματος διαφορετικών κυττάρων στον ίδιο όγκο, καθώς και ποσοτικοποίησε την έκφραση όλων των γονιδίων που εκφράζονται σε αυτά τα κύτταρα.
Διαπίστωσε ότι όχι λιγότερο από το 2% των διαφορών στη γενετική έκφραση στα κύτταρα οφείλονταν σε διαφορές στο DNA, οδηγώντας στην πρόταση ότι αυτές οι διαφορές θα μπορούσαν να οφείλονται στην επιγενετική. Ο αντίστοιχος συγγραφέας καθηγητής Graham είπε: «Νομίζω ότι ένα από τα πιο εντυπωσιακά πράγματα είναι ότι βρίσκουμε παραδείγματα γονιδίων, τα οποία γνωρίζουμε από τη βιβλιογραφία από προηγούμενες έρευνες που είναι σημαντικά για την ανάπτυξη του καρκίνου. Και ανακαλύψαμε ότι αλλάζουν την προσβασιμότητα στη χρωματίνη».
ΠΗΓΗ
