Jede Zelle im menschlichen Körper enthält eine volle zwei Meter DNA. Damit, dass die DNA sich in die Zellkern—ein gemütlicher Platz, nur ein Hundertstel von einem millimeter Platz, es muss verpackt sein, die sehr dicht ist.
Eine neue Northwestern-Universitäts-Studie hat entdeckt, dass die Verpackung der drei-dimensionalen Genom-Struktur, chromatin genannt, regelt, wie Zellen auf stress reagieren. Wenn der chromatin-Verpackung ist heterogen und ungeordnet, eine Zelle zeigt mehr Plastizität. Wenn die Verpackung ist sauber und ordentlich, eine Zelle kann nicht reagieren, als einfach zu außerhalb Stressoren.
Diese Entdeckung kommt mit beiden gute und schlechte Nachrichten.
Die schlechte Nachricht: Das bedeutet, dass Krebszellen mit ungeordneten Verpackung sind mehr wahrscheinlich, um sich anzupassen und auszuweichen Behandlungen, wie Chemotherapie. Die gute Nachricht: Nun, dass die Forscher diese Informationen haben, können Sie entwickeln neue Krebs-Therapien, die Ziel-chromatin-Verpackung. Durch die Hemmung der Krebszellen die Fähigkeit zur Anpassung, die Zellen anfälliger für traditionelle Behandlungen.
„Krebszellen sind Meister des Wandels“, sagte der Northwestern ist Vadim Backman, die co-Leitung der Forschung. „Sie haben sich kontinuierlich anzupassen, um das Immunsystem zu überlisten, Chemotherapien oder Immuntherapien. Abnorme chromatin-Verpackung treibt Krebszellen “ Fähigkeit, dies zu tun.“
Die Studie erscheint am Jan. 8, 2020 in der Zeitschrift Wissenschaft Fortschritte.
Backman ist der Walter Dill Scott Professor of Biomedical Engineering, Northwestern McCormick School of Engineering. Er ist co-führte die Arbeit mit Igal Szleifer, Christina Enroth-Cugell Professor of Biomedical Engineering, in McCormick.
Aus DNA, RNA und Proteine, chromatin bestimmt, welche Gene unterdrückt oder ausgedrückt. Im Fall von Krebs, die chromatin regulieren die expression der Gene, die es ermöglichen, die Zellen werden resistent gegen die Behandlung.
„Gene sind wie die hardware, und das chromatin ist software“, sagte Backman. „Und chromatin-Verpackung ist das Betriebssystem.“
„Das Genom ist sequenziert worden, und Techniken, wie CRISPR, jetzt können Forscher zum Bearbeiten einer Zelle ‚hardware'“ Szleifer Hinzugefügt. „Die Rolle der chromatinstruktur auf die Genexpression, jedoch blieb ein wissenschaftliches Geheimnis.“
Zu helfen, lösen dieses Geheimnis, Backman, Szleifer und Ihre teams, gepaart nanoscale imaging-Technologien mit molekular-Dynamik-Modellierung zu analysieren nanoskaligen Veränderungen in der chromatin-Verpackung-Struktur.
Aus Den Daten des Krebs-Genom-Atlas, Sie analysierten Zellen von Patienten mit Dickdarm -, Brust-und Lungenkrebs Marker für transkriptionelle Plastizität. Die Forscher verwendeten Teil-Wave Spektroskopie (PWS) – Mikroskopie, die zuvor entwickelt wurde, Backman s Labor, um zu untersuchen, chromatin in lebenden Zellen in Echtzeit.
Die Forscher entdeckten eine inverse Beziehung zwischen patient überleben und die Plastizität von tumor-Zellen. Backman sagt, dass chromatin engineering öffnet die Tür für eine neue Klasse von Krebs-Therapien, die könnten re-wire Zellen‘ „Betriebssysteme“, um Sie weniger Kunststoff.