Коли віруси відвідують нас, вони іноді залишають частини себе в наших геномах. Тихо сховані, деякі з цих фрагментів чужорідної ДНК можуть передаватися з покоління в покоління. Довгий час вважалося, що вони неактивні, але згодом з’ясувалося, що ці приховані послідовності можуть активуватися та спричиняти всілякі проблеми.
Тепер дослідники під керівництвом біоінформатика з Університету Колорадо Атми Іванчевіч виявили, що ракові клітини можуть використовувати деякі з цих частин вірусів для своєї вигоди.
“Наше дослідження показує, що сьогоднішні хвороби можуть значно залежати від цих древніх вірусних інфекцій, на які до недавнього часу дуже мало хто з дослідників звертав увагу,” каже біолог-геноміст та старший автор дослідження Едвард Чуонг.
Довго відкинуті як “сміттєва” ДНК, залишки вірусів, відомі як ендогенні ретровіруси (ERV), допомогли нам стати ссавцями, оскільки вони сприяли еволюції плаценти. Ми не були б людьми без них.
Але, як і в більшості випадків, ERV також мають свої недоліки, які ми лише починаємо розуміти.
“Ми знаємо, що ракові клітини виражають багато генів, які не повинні бути активними, але ніхто точно не знає, що їх активує,” пояснює Чуонг. “Виявляється, багато перемикачів, що їх активують, походять від цих древніх вірусів.”
Іванчевіч та її команда проаналізували опубліковані набори даних про епігеноми 21 різного типу раку та були здивовані, виявивши, що певна родина ERV під назвою довгий термінальний повтор 10 (LTR10) була активна на дуже високих рівнях. Початковий вірус заразив наших приматових предків близько 30 мільйонів років тому.
Функціональне дослідження, проведене на клітинній лінії тканин колоректального раку, показало, що LTR10 регулює експресію генів з відомими ролями у виникненні пухлин.
Коли гени LTR10 були видалені з дії у клітинах людських колоректальних пухлин та у мишей, гени, які спричиняють ріст раку, включаючи XRCC4, відомий своєю роллю у стійкості до терапії, також були деактивовані. Це дозволило лікуванню, яке зменшує пухлини у мишей, працювати краще.
LTR10 діє як епігенетичний перемикач для контролю цих генів, роблять висновок Іванчевіч та її команда.
Рак, здається, використовує ці відкинуті частини вірусу для зміни моделей експресії генів по всьому тілу, причому одна родина ретровірусів регулює до приголомшливих 70 генів, пов’язаних з раком.
Хоча Іванчевіч та її команда могли визначити, які гени LTR10 регулював у пухлинних клітинах, вони не змогли безпосередньо підтвердити, що ці гени були пов’язані з конкретним ростом і поширенням раку. Вони рекомендують подальші дослідження пацієнтських органоїдів для встановлення цих зв’язків.
Дослідники підозрюють, що з віком все більше цих частин вірусів можуть активуватися, коли наші захисні механізми руйнуються, що сприяє іншим проблемам зі здоров’ям пізніше в житті.
Повільно, але впевнено вчені наближаються до розуміння більш прихованих частин нашої біології, що стоять за цими складними умовами.