وقام فريق من الولايات المتحدة ، واستخدم العلماء الإسرائيليين والألمان تقنيات علم الأحياء الحسابي لاكتشاف 480 الجينات التي تلعب دورا في انقسام الخلايا البشرية والتعرف على أكثر من 100 من تلك الجينات التي لها نمط غير طبيعي للتنشيط في خلايا السرطان.
وقال زيف بار يوسف ، وهو عالم أحياء جامعة كارنيجي ميلون الحسابية الذي قاد الدراسة الخلايا الخبيثة قد فقدت السيطرة على عملية النسخ المتماثل ، وكشف ذلك الاختلافات في دورة الخلية التنشيط الجيني في الخلايا العادية والخبيثة ويوفر معلومات هامة حول كيفية تطوير السرطان. هذه الجينات هي أيضا أهداف محتملة للعلاج المخدرات.
على عكس العديد من دراسات السرطان ، والتي تسعى إلى تحديد "المفقودين" الجينات التي قد تسبب السرطان ، وهذه الأبحاث الجديدة تظهر أن الجينات يمكن أن تسهم في الإصابة بالسرطان بطرق أقل وضوحا. وقال "ما نراه هو أن هناك العديد من الجينات التي تكون موجودة ولكن لا تزال منخرطة في السرطان لأنه لم يتم تفعيلها ، أو التي أعرب عنها ، في الطريقة التي عادة ما تكون" ، وقال المؤلف الرئيسي المشارك ايتامار سيمون ، عالم الأحياء الجزيئي في الجامعة العبرية مدرسة طبية في اسرائيل. بدلا من ركوب الدراجات وإيقاف عادة ما يحدث عند تكرار الخلية وحصيلة التنمية ، ويتم التعبير عن هذه الجينات في حالة مستقرة أو لا تعمل على الإطلاق.
وسيتم نشر نتائج الدراسة في الطبعة الانترنت في وقت مبكر من وقائع الاكاديمية الوطنية للعلوم خلال الأسبوع الممتد من Jan.7.
الجينات وجدت لتكون حررت في الخلايا السرطانية وتشمل عدد قليل ، مثل PER2 HOXA9 والتي سبق أن تم ربطه بالسرطان. معظمهم لم يكن كذلك ، بما في ذلك ما لا يقل عن ثلاثة جينات مسؤولة عن إصلاح الطفرات الوراثية التي تحدث وتتكرر في الحمض النووي للخلية.
فشل الجينات إصلاح الحمض النووي لخلايا السرطان في دورة يثير احتمال أن بعض الطفرات المرتبطة بالسرطان قد لا تسبب السرطان. "قد يكون سبب بعض الطفرات من الجينات غير ركوب الدراجات ، وليس العكس" ، وقال بار يوسف ، وهو أستاذ مساعد في علم الحاسوب ، وآلة التعلم في كلية علوم الحاسب الآلي وعضوا في للين كارنيجي ميلون مركز المعلوماتية الحيوية.
وتحديد ما إذا كانت الطفرات الجينية هي من الآثار الجانبية لبعض أنواع السرطان وليس سببا تتطلب مزيدا من التحقيق ، كما سيتم تحديد أي من الجينات التي لا 118 دورة في خلايا السرطان هي الأكثر أهمية.
"هذه الجينات يبدو أن المهم ، لكننا لا نعرف بعد تلك التي تلعب أدوارا رئيسية أو قد يكون هدفا لعلاج المخدرات" ، وقال سيمون. "لقد ضاقت أسقطنا ميدان المرشحين. بدلا من النظر في آلاف الجينات ، والآن يمكننا التركيز على حوالي 100. "
حتى باستخدام التقنيات التقليدية لتحديد مجموعة كاملة من الجينات البشرية دورة الخلية كانت إشكالية. وقد وجد علماء البيولوجيا الجزيئية الجينات دورة الخلية في الخميرة والنباتات والفئران ، وكذلك في خط سرطان الخلايا البشرية المعروفة باسم هيلا. ولكن أثبتت دراسة أن يزعم لتحديد الجينات دورة الخلية في الخلايا البشرية الطبيعية معيبة وغير صالحة.
المشكلة التي تواجه علماء البيولوجيا الجزيئية في دراسة الخلايا البشرية له علاقة مع حقيقة لا بد من إلقاء القبض على خلية التنمية بحيث يمكن استخدام التكنولوجيا الدقيقة لقياس مجموعة الجينات التي يتم التعبير عنها في كل مرحلة من مراحل دورة الخلية. عندما يتم الإفراج عن الخلايا من الاعتقال ، وقال سايمون ، وبعض لا استئناف للدراجات في كل شيء ، في حين أن آخرين تستأنف في فترات زمنية مختلفة.
وأشار سايمون لماذا هذه المشكلة في البشر وغير مفهومة لم الأنواع الأخرى. لكن النتيجة هي أن الخلايا -- وهذه الدراسات تتطلب الملايين منهم -- حتى نهاية متناثرة بين المراحل المختلفة من دورة الخلية. قياسات من هذه الخلايا هي ميؤوس متزامن "صاخبة".
"قال الناس أنك لا تستطيع حل هذه المشكلة" ، وقال بار يوسف. لكنه أثبت أسلوب علوم الكمبيوتر ودعا deconvolution ، والذي يستخدم على نطاق واسع فى مجالات مثل معالجة الصور ومعالجة الإشارات وفعالة في القضاء على الضجيج من البيانات.
في التجارب ، وفريق اعتقل وأفرج عنه في الثقافة والخلايا ثم قياس محتوى الحمض النووي لتحديد أي منها قد توقفت الدراجات وتلك التي كانت في مراحل مختلفة من دورة الخلية. واستخدمت هذه المعلومات لبناء نموذج للسلوك الخلايا التي يمكن استخدامها لreanalyze بيانات التعبير الجيني ، تمكن الباحثون من الجمع بين بيانات من خلايا التعبير التي هي كلها في نفس المرحلة من دورة الخلية.
http://www.cmu.edu/