基因组加倍为什么能帮助癌症发展

　　

               

全基因组加倍的细胞染色体。

单个细胞含有2-3米长的DNA，这意味着储存DNA的唯一方法是将其包裹成紧密的线圈。解决方案是染色质:一种包裹在组蛋白蛋白质周围的DNA复合物。在3D空间中，这个复合体逐渐折叠成一个由环、域和隔室组成的多层组织，这构成了我们所知道的染色体。染色质的组织与基因表达和细胞的正常功能密切相关，因此染色质结构中的任何问题都可能产生有害的影响，包括癌症的发展。

大约30%的人类癌症的常见事件是“全基因组加倍”(WGD)，即一个细胞中的整套染色体被复制。WGD导致细胞内的基因组不稳定，这可能导致染色体改变和其他有助于癌症发展的突变。

现在，由EPFL的Elisa Oricchio和UNIL的Giovanni Ciriello领导的一组研究人员发现了WGD如何导致癌症的新线索。在《Nature》杂志上发表的一项研究中，科学家们表明，WGD可以通过一种被称为“染色质分离缺失”的现象影响细胞内染色质的3D组织。

研究人员观察了缺乏肿瘤抑制基因p53的细胞，这些细胞容易发生WGD。他们发现WGD导致染色质结构元素(如环、结构域和隔室)的分离减少，从而颠覆了其在细胞中的精心组织。结果是，通常保持分离的遗传物质混合在一起，改变了基因组区域在3D空间中的位置，被称为“子隔室重新定位”。这为致癌基因的激活奠定了基础，致癌基因是导致癌症发展的基因。研究人员还发现，WGD对染色质组织的影响在很大程度上与染色体改变无关，这意味着染色质分离的丧失和染色体不稳定是相互补充的机制，它们共同促进了癌症的发展。

这项工作为研究WGD和染色质组织在癌症发展中的作用提供了一种新的方法。在未来，高度复用的单细胞分子图谱，结合条形码技术和新的计算方法，可能有助于进一步揭示染色质3D结构的紊乱在将细胞转变为癌变细胞的过程中所起的作用。

洛桑联邦理工学院提供