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图像:乳腺上皮的免疫荧光染色(红色),突出管腔谱系(绿色)。

由巴塞罗那IRB干细胞和癌症实验室主任萨尔瓦多·阿兹纳-贝尼塔博士领导的科学家们描述了当异染色质(DNA中不主动产生蛋白质的部分)调控不良时发生在乳腺形成过程中的改变。发表在《细胞干细胞》(Cell Stem Cell)杂志上的研究结果表明,不正确的DNA包装使逆转录转座子(一种转座子因子,源于整合到细胞基因组中的病毒祖先片段)更容易获得。

由于这些片段更容易被获取,它们可以被细胞机器“读取”和复制。细胞对这些病毒片段的反应就好像它正在接受感染,它通过一个叫做焦亡的细胞程序触发免疫反应。结果,乳房内不同细胞之间的相互作用发生改变,导致完全不能履行其主要的泌乳功能。

“在许多类型的癌症中,比如三阴性乳腺癌,我们观察到有一些基因组区域出人意料地展开,我们需要理解这其中的含义。炎症反应和产生的改变可能在这些细胞在其他器官定居的能力中发挥关键作用,导致所谓的转移,”巴塞罗那IRB ICREA研究员Aznar-Benitah博士解释说。

DNA折叠的重要性

我们细胞中的DNA的主要功能是协调负责执行细胞功能的蛋白质的生产。然而,基因组的某些部分是紧密凝聚的,因此不用于这一目的。本研究等发表在科学界的报告指出,正确调控染色质凝聚也是组织正确发育的关键。

动物的非编码DNA包含转座因子,这是很久以前整合到基因组中的祖先病毒。如果这些元素被细胞机器“读取”和复制,这对细胞是有害的。因此,细胞进化出了保护自身的机制。在健康细胞中防止逆转录病毒复制的机制之一是染色质压缩。在最近的研究中,阿兹纳-贝尼塔博士和同事们证明,破坏这种压缩并释放这些祖先病毒不仅对单个细胞有害,而且会影响整个组织的功能(甚至可能影响有机体)。

使研究更接近临床实践

Alexandra Avgustinova博士,这篇文章的第一作者和IRB巴塞罗那校友,现在已经在圣joan de Déu (IRSD)的儿科癌症项目中建立了她自己的实验室。她的小组探讨了儿科癌症发病时基因组的调控,在此背景下,将研究诸如逆转录转座子等转座因子在儿科癌症对免疫治疗应答性方面的影响。

“我在巴塞罗那IRB学习了很多,并有机会见到我想在未来与之合作的杰出科学家。与Salva的合作让我学会了“要有远大的目标”,真正追求让我感兴趣的问题,这在领导自己的团队时是非常重要的!

技术发展和未来的研究方向

为了进行这项研究,来自巴塞罗那干细胞和癌症实验室的科学家们必须开发一个非常复杂的研究模型:他们使用了能够识别细胞内被复制的转座因子的计算工具,并结合了一个小鼠模型,在这个模型中他们可以评估破坏染色质压缩的功能后果。

这项研究表明,破坏染色质压缩可以产生超出受影响细胞的影响,它为研究染色质压缩改变的肿瘤转移过程铺平了道路,从而放松了转座因子的控制。

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