Sel-sel kanser mungkin berhutang beberapa sifat destruktif mereka kepada unik, "berbentuk donat" DNA, menurut satu kajian baru.
Kajian yang diterbitkan hari ini (20 Nov) dalam jurnal Nature, mendapati bahawa, dalam beberapa sel kanser, DNA tidak membungkus struktur seperti benang seperti itu dalam sel-sel yang sihat - sebaliknya, bahan genetik menjadi lipatan- seperti bentuk yang menjadikan kanser lebih agresif.
"DNA menyampaikan maklumat bukan sahaja dalam urutannya tetapi juga dalam bentuknya," kata pengarang bersama senior Paul Mischel, seorang profesor patologi di University of California di San Diego.
Seperti yang anda boleh ingat dari kelas biologi, kebanyakan DNA kami dibungkus dengan ketat di dalam nukleus sel dalam struktur yang dikenali sebagai kromosom. Hampir semua sel mempunyai 23 pasang kromosom, masing-masing terdiri daripada kira-kira 6 kaki (1.82 meter) DNA yang rapat dengan luka di sekeliling kumpulan protein yang berfungsi sebagai perancah.
Struktur yang dikendalikan oleh jem ini membolehkan beberapa gen dapat diakses oleh molekul yang "dibaca" dan menjalankan arahan genetik, manakala gen lain tetap tersembunyi. Apa hasilnya adalah jentera yang sangat terkawal yang menyimpan sel daripada menjalankan arahan genetik yang tidak diingini dan daripada mereplikasi (mencipta sel-sel anak perempuan baru) dengan cara yang tidak menentu.
"Semua yang kami pelajari tentang genetik mengatakan bahawa perubahan perlahan," kata Mischel kepada Sains Live. Tetapi tahun lalu, Mischel dan pasukannya mendapati bahawa dalam sejenis kanser otak tertentu yang disebut glioblastoma, tumor "seolah-olah dapat berubah pada kadar yang tidak masuk akal." Sel-sel tumor, ketika mereka dibahagikan kepada sel-sel anak perempuan, nampaknya menguatkan ekspresi onkogenes - gen yang dapat mengubah sel biasa menjadi kanser.
Ternyata bahawa beberapa salinan onkogen yang diperkuat itu "telah mengikat diri dari kromosom," kata Mischel. Setelah dipisahkan dari kromosom, mereka menggantungkan sel-sel DNA lain di dalam sel, menurut karya penulis yang diterbitkan dalam jurnal Sains pada tahun 2014. Mereka kemudian mendapati bahawa "ekstrachromosomal" ini DNA (ecDNA) sebenarnya berlaku dalam hampir separuh daripada kanser manusia tetapi jarang dikesan dalam sel-sel yang sihat, suatu penemuan yang dilaporkan oleh penulis dalam satu kertas kerja yang diterbitkan dalam jurnal Nature pada tahun 2017.
Dalam kajian baru ini, mereka mendapati mengapa ecDNA begitu kuat. Gabungan pengimejan dan analisis molekul mendedahkan bahawa kepingan DNA ini dibalut protein dalam bentuk cincin, sama dengan DNA pekeliling yang terdapat dalam bakteria.
Bentuk cincin ini menjadikannya lebih mudah untuk jentera sel untuk mengakses maklumat genetik yang membunuh - termasuk onkogen - supaya dapat dengan cepat menyalin dan menyatakannya (sebagai contoh, mengarahkan sel yang sihat untuk bertukar menjadi kanser), kata Mischel. Kebolehcapaian mudah ini membolehkan sel-sel tumor menjana sejumlah besar tumor yang mempromosikan onkogen, berkembang cepat dan mudah menyesuaikan diri dengan persekitaran yang berubah-ubah.
Lebih-lebih lagi, para penyelidik mendapati bahawa berbeza dengan sel-sel yang sihat yang membahagikan gen mereka kepada sel-sel anak perempuan mereka dengan cara yang biasa dan diharapkan, sel-sel kanser ini mengedarkan ecDNA mereka secara rawak. Ia seperti "kilang untuk mengepam tan dan tan onkogen," yang membawa kepada beberapa sel anak perempuan yang menerima pelbagai salinan onkogen dalam satu bahagian sel tunggal, kata Mischel.
"Ini adalah kajian yang sangat menarik," kata Feng Yue, pengarah Pusat Genomik Kanser di Pusat Kanser Lurie Northwestern University, yang tidak terlibat dalam penyelidikan. "Kerja ini merupakan kemajuan konseptual tentang bagaimana sumbangan ecDNA kepada onkogenesis dalam kanser manusia."
Mischel, dan beberapa penulis kajian lain adalah pengasas bersama Boundless Bio Inc., sebuah syarikat yang meneliti terapi berasaskan ec-DNA. Penulis bersama kajian Vineet Bafna juga merupakan pengasas bersama dan mempunyai kepentingan ekuiti dalam Proteomics Digital syarikat, tetapi penulis menyatakan bahawa syarikat tidak terlibat dalam penyelidikan ini.
