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Distribuzione delle mutazioni umane del tumore più simili a quella degli scimpanzè, gorille

Un nuovo studio dai ricercatori dall'istituto di biologia evolutiva (IBE), da un centro unito di UPF e dal Consiglio nazionale delle ricerche spagnolo (CSIC), indica che, sorprendente, la distribuzione delle mutazioni in tumori umani è più simile a quello degli scimpanzè e delle gorille che quello degli esseri umani.

L'articolo, che analizza il cancro dal punto di vista evolutivo, è pubblicato oggi, il 19 maggio, nelle comunicazioni della natura. Piombo da Arcadi Navarro e da David Juan ed ha fatto partecipare i ricercatori Txema Heredia-Genestar e Tomàs Marquès-Bonet.

Le mutazioni sono cambiamenti che si presentano in DNA. Non si distribuiscono neppure in tutto il genoma, ma alcune regioni accumulano più ed altri più di meno. Sebbene le mutazioni siano comuni in cellule umane in buona salute, le cellule tumorali video un maggior numero dei cambiamenti genetici. Durante lo sviluppo di cancro, i tumori accumulano rapido tantissime mutazioni. Negli studi precedenti, tuttavia, era stato osservato che sorprendente i tumori accumulano le mutazioni nelle regioni molto differenti del genoma da quelle osservate normalmente in esseri umani.

Ora, grazie ai dati dal progetto PanCancer, un gruppo di ricerca dal IBE ha confrontato le regioni del genoma che accumulano più e di meno mutazioni nei trattamenti del tumore, in cronologia recente della popolazione umana ed in cronologia di altri primati. I risultati di questo nuovo studio rivelano che la distribuzione delle mutazioni in tumori è più simile a quella presso scimpanzè e gorille che in esseri umani.

Fin qui, è stato pensato che le differenze genetiche noi trovassero quando confrontiamo i tumori e gli esseri umani in buona salute potrebbero essere causati dal modo che “anormale„ i tumori hanno di accumulazione delle mutazioni. Infatti, sappiamo che i tumori accumulano rapido tantissime mutazioni e che molti dei loro meccanismi della riparazione del genoma non funzionano bene. Ma ora, abbiamo scoperto che molte di queste differenze genetiche riguardano la nostra cronologia evolutiva„.

Txema Heredia-Genestar, primo autore dello studio che recentemente ha completato il suo Ph.D. al IBE

La distribuzione delle mutazioni in esseri umani, obliqua dagli eventi della popolazione

Quando il genoma di una persona è ordinato, è osservato per avere un piccolo numero di nuove mutazioni -- circa i 60-- rispetto ai loro genitori, quelli dei loro genitori riguardo ai loro nonni, ecc ad ogni generazione precedente. Di conseguenza, in una persona, circa tre milione mutazioni possono essere vedute che rappresentano la cronologia evolutiva delle mutazioni accumulate sopra le centinaia di migliaia di anni. Di questi, alcuni sono recenti e la maggior parte sono molto vecchi.

Tuttavia, quando le mutazioni del tumore sono analizzate, che cosa è veduto è appena le mutazioni che hanno avuto luogo durante il trattamento del tumore, poiché l'analisi non considera le informazioni su cronologia populational.

“Abbiamo veduto che la distribuzione delle mutazioni nel genoma umano è distorta a causa di cronologia evolutiva umana„, dettagli di Heredia-Genestar. Il modo in cui un tumore accumula le mutazioni è lo stesso come una cellula umana abbia di accumulazione delle mutazioni. “Ma, non vediamo questo nel genoma umano perché abbiamo avuti così cronologia complicata che ha fatto le nostre distribuzioni del cambiamento di mutazioni e questa ha cancellato i segnali che dovremmo avere„, lui aggiunge.

Attraverso la storia, la popolazione umana ha sofferto i declini drastici ed anche ripetutamente è stata sull'orlo dell'estinzione. Questo fenomeno è conosciuto come grave ostacolo ed induce ad esseri umani come le specie ad avere la diversità pochissima e meno mutazioni: sono l'un l'altro molto simili. Infatti, gli scimpanzè sono quattro volte più geneticamente diversi che gli esseri umani.

Di conseguenza, il modo globale affinchè una cella accumuli le mutazioni può essere osservato presso scimpanzè perché non hanno subito questi eventi della popolazione. Lo studio conclude quello per capire come le mutazioni si accumulano in cellule umane, che è importante per studiare i tumori, è più utile da esaminare come si accumulano in altri primati piuttosto che esaminandolo in popolazioni umane, di cui il segnale si è distrutto dagli eventi della popolazione.

“I Cancri, come gli scimpanzè e le gorille, mostrano soltanto il paesaggio completo di mutazione di una cellula umana normale. È noi esseri umani, con la nostra esperienza distante turbolenta, che video una distribuzione distorta delle mutazioni„, aggiunge Arcadi Navarro, professore della ricerca di ICREA al IBE, il professore ordinario a UPF ed i co-dirigenti dello studio.

La ricerca suggerisce che la conservazione e lo studio delle grandi scimmie potrebbero essere altamente pertinenti alle sanità di comprensione. David Juan, co-dirigenti dello studio, conclude che “nel caso particolare dello sviluppo dei tumori, altri primati sono risultato essere un migliore modello per la comprensione come i tumori si sviluppano al livello genetico che gli esseri umani stessi. In futuro, i nostri parenti più vicini potrebbero fare luce su molte altre malattie umane„.

Source:
Journal reference:

Heredia-Genestar, J.M., et al. (2020) Extreme differences between human germline and tumor mutation densities are driven by ancestral human-specific deviations. Nature Communications. doi.org/10.1038/s41467-020-16296-4.