Gesundheit

Molekularbiologen zeigen neue Einblicke in tumor progression

Universität von Delaware Molekularbiologe Mona Batish und Mitarbeiter an der Harvard Medical School und der University of California, Los Angeles, identifiziert haben, eine neue kreisförmige Ribonukleinsäure (RNA), die die tumor-Aktivität in weich-und Bindegewebe Tumoren.

Das finden dieser neuen genetischen Einheit hat das Potenzial Voraus, das Verständnis der Genetik von Krebs und wie der Krebs erkannt und behandelt wird.

Die Forscher kürzlich Ihre Ergebnisse in einem neuen Papier in Cell Research, eine Zeitschrift Nature. Batish war ein co-Autor auf das team, das im Lieferumfang enthalten Jlenia Guarnerio, das Papier der führende Autor und assistant professor für biomedizinische Wissenschaften an der UCLA und am Cedars-Sinai Medical Center; Pier Paolo Pandolfi, die Aresty Stiftungsprofessur für Medizin und professor der Medizin und Pathologie an der Harvard Medical School; und Kollegen von der Harvard Medical School ‚ s Beth Israel Deaconess Medical Center, Rutgers University und der Universität Aalborg Hospital in Dänemark.

Ein Wort über zirkuläre RNA

RNA ist ein einsträngiges Molekül, das durch die DNA-den code des Lebens — in unserem Körper. Die Messenger-RNA (mRNA) dient als eine Art Kurier -, Transport-Anweisungen von der DNA-code für die protein-Herstellungsmaschinen und somit diktieren die Zusammensetzung der Proteine in einer Zelle. Abgesehen von mRNA, gibt es viele andere Arten von RNA, die nicht tragen code für Proteine, sondern erfüllen auch andere wichtige Funktionen in Zellen. Kollektiv, diese sind bekannt als non-coding RNAs.

Eine neue Klasse von nicht-kodierenden RNA, sogenannte zirkuläre RNA, wurde entdeckt, in den 1970er Jahren. Zirkuläre RNA (circRNA) wurde zunächst angenommen, dass ein virus, da die meisten RNA-Moleküle sind linear, was bedeutet, dass Ihre genetische Sequenz bewegt sich immer in vorwärts-Richtung. Dagegen circRNA ist kreisrund, obwohl Sie teilt die gleichen genetischen Sequenz als lineare RNA.

„Unter bestimmten Bedingungen, RNA-processing-Systeme können dazu verleitet zu denken, Sie sollen die enden verbinden“, sagte Batish, assistant professor der medizinischen und molekularen Wissenschaften in UD College of Health Sciences. „Wenn dieser Fehler Auftritt, erstellt es eine rückwärts-Schleife in der RNA die genetische Sequenz und dann geht immer weiter-eine Art wie wenn man einen Knick in der Mitte der Halskette.“ Diese Schleife trennt ab und bleibt als eine kreisförmige RNA innerhalb der Zelle.

Für eine lange Zeit, die Forscher gedacht, dass dieser Fehler, ein Prozess, bekannt als zurück-Spleißen, nichts zu bedeuten hatte. Aber bei der Sequenzierung des Genoms entstand in den 1990er Jahren begannen Wissenschaftler zu finden zirkuläre RNA in Gehirn und anderen Geweben. 2014, erkannten Sie, dass die kreisförmige RNA-wichtig war, gibt es heute ein ganzes Feld suchen Sie am circular RNA als biomarker für die Krankheit, insbesondere Krebserkrankungen.

Nach Batish, die Rolle der circRNA in der tumor-progression wurde zu wenig erforscht.

In dem Papier, die Forscher beschreiben eine neue circRNA erzeugt, indem ein gen namens Zbtb7a in soft tissue Tumoren, wie mesenchymale Tumoren. In seiner linearen form, diese RNA macht eine tumor-unterdrückende protein, das Stoppt das Wachstum von Krebs, nach Ansicht der bisherigen Forschung aus Pandolfi ist Harvard research lab. Sobald jedoch die gleiche RNA macht eine circRNA (das ist, bekommt einen „Knick“), die kreisförmige RNA-arbeitet unabhängig, um den tumor mehr aktiv, effektiv Inaktivierung der tumor-unterdrückende protein.

Nach Batish, dies ist das erste mal, dass diese Art von antagonistischen, tumor-fördernde Rolle der circRNA hat sich gezeigt, in Verbindung mit linearen RNA mit der gleichen genetischen Sequenz.

Theoretisch, beide RNA-Stränge sollten die gleiche Funktion erfüllen, denn Sie stammen aus dem gleichen genetischen material, aber Sie nicht.

Methode hilft Validierung der Ergebnisse

Um zu überprüfen, Ihre Ergebnisse, die Forscher benötigt ein Weg, zu sagen, ob eine RNA, linear oder kreisförmig, da Sie teilen den gleichen genetischen code. Dies ist, wo Batish das know-how kam.

„Sie nicht „sehen“, die RNA, pro se, so dass Sie haben, um es zu markieren,“ Batish sagte. „Aber, wenn Sie beschriften Sie Sie mit etwas, das ist Sequenz-spezifisch, es ist schwer zu sagen, ob es linear oder kreisförmig, da der genetische code sieht gleich aus.“

Batish zuvor an Sonden, die „Leuchten“ die einzelnen RNA in eine einzelne Zelle als eine einzige helle Fleck unter dem Fluoreszenz-Mikroskop zu verstehen, wie biologische Systeme arbeiten auf zellulärer Ebene. Sie adaptiert diese Methode für die Unterscheidung kreisförmige RNA aus seiner linearen RNA-Gegenstück aus dem gleichen gen durch Nutzung eines Farb-Kombination-Methode.

„Im wesentlichen ist es wie das erstellen von einem Muster aus Perlen auf einer Kette. Sagen die RNA-wir arbeiten mit enthält rote und grüne Perlen. Wir wissen, dass die zirkuläre RNA wird ein geschlossener Kreis von grünen Perlen nur, so fügen wir Sonden für die beiden roten und grünen Perlen und das Bild dann unter einem Fluoreszenz-Mikroskop“, sagte Batish. „Wenn wir sehen ein signal für rot und grün an der gleichen Stelle, die erscheinen, als gelb (Kombination aus grün und rot) in der Probe, die wir kennen, ist die lineare RNA. Wenn es nicht rot ist, muss es sein, die kreisförmige RNA.“

Diese Methode erlaubt Ihnen, gleichzeitig zu visualisieren lineare und zirkuläre RNA in eine einzelne Zelle.

„Dies ist das erste mal, dass wir haben festgestellt, dass RNA, die mit der gleichen genetischen Sequenz kann manchmal führen zwei Rollen, in diesem Fall sind beide als Krebs-suppressor-und ein Krebs-Promotor, und dass diese änderung in der Rolle tritt auf der RNA-Ebene“, sagte Batish. „Die Identifizierung dieser neuen genetischen Einheit eröffnet neue Möglichkeiten zum Verständnis der Genetik von Krebs und die Rolle der circRNA in der Krebs-Biologie.“

Und weil Sie eine einzigartige Kreuzung erstellt, wo die enden der circRNA zusammen kommen, Batish gesagt, Sie können in der Lage sein zu entwickeln Behandlungsprotokolle eindeutig den Gegner die kreisförmige RNA, aber lassen Sie die lineare RNA-allein. Dies könnte ein Weg zum Ziel der Behandlung zu stoppen, die kreisförmige RNA ausschalten, die Krebs-hemmende Wirkung im Körper.

Also, was kommt als Nächstes für Batish?

Während dieser Studie konzentrierte sich auf die Binde-und Weichgewebe, Tumoren oder Erkrankungen wie mesenchymale Tumoren, Batish, sagte der entwickelten Technik in Ihrem Labor verwendet werden könnten, an Krebs, weil jeder Krebs hat kreisförmige RNA.

Batish Pläne, Experimente durchzuführen, um zu sehen, ob das, was Sie beobachtet haben, auf zellulärer Ebene tritt auch in Gewebeproben. Das Studium dieser Ausdruck sowohl in gesundem und krankem Gewebe, sagte Sie, würde Ihr helfen, besser zu verstehen, die biosignatur der zirkulären RNA.

„Wenn wir zeigen können, dass er weiterhin die Proben, die ausgelassen und nicht behandelt werden, das hat echten Wert. Dies ist da kreisförmige RNA differentiell exprimiert, d.h. meine Lunge drückt verschiedene kreisförmige RNA als mein Gehirn und anderen Geweben oder Organen,“ sagte Batish.

„So vorstellen, wenn Sie haben, dass biosignature, und Sie ziehen Blut von Patienten und schauen, was zirkuläre RNAs, die Sie haben, Sie könnten in der Lage sein, zu identifizieren, welche Art von Krebs hat eine person, die durch diese Krebs-Marker anstelle von senden der patient für Bildgebung oder andere testen. Menschen sind an dieser Forschung, also werden wir sehen.“

Batish will auch untersuchen, ob zirkuläre RNA gefunden, die in Tumoren vorhanden ist in Zelle Signalisierung Moleküle, sogenannte extrazelluläre Vesikel. Sie beschreibt diese Vesikel als Buchstaben, FedEx-Pakete, die Zellen zusammen und liefern zu den benachbarten Zellen, um Ihnen zu sagen, was Los ist in der Nähe.

„Ein Gedanke ist, dass Krebs tatsächlich hijacking-diese Lieferung system, das hinzufügen von ‚fake-news“ in den Paketen, die sagen, die benachbarten Zellen, dass alles in Ordnung ist, in Ihrer Zelle, während die Schaffung einer mikroumgebung, in dem der Krebs wachsen kann“, sagte Sie.

Da jeder Krebs beginnt mit einer Zelle, Batish will erkunden die Rolle, die kreisförmige RNA-spielen kann in diesem messaging. Es könnte ein Weg zu verstehen, wie die Zelle-zu-Zelle-Kommunikation wird von Tumorzellen.

Sie will auch, Werkzeuge zu entwickeln, aktivieren Sie den live-imaging der zirkulären RNA in den Zellen. In Zusammenarbeit mit Jeff Caplan, Direktor des Bio-Imaging Center an der Delaware Biotechnology Institute, Batish prüft derzeit die Möglichkeiten für einen „tracking-Gerät“ von Sorten in die Zelle, die erlauben würde, Ihnen zu Folgen, das signal in Echtzeit als zirkuläre RNA gebildet wird.

„Das wäre wirklich bahnbrechend, wenn wir es tun können,“ sagte Batish.