Para peneliti di ETH Zurich telah mengungkap jaringan kompleks yang digunakan sel untuk memperbaiki bahan genetiknya. Dengan memeriksa ribuan atas ribuan interaksi genetik, tim telah menemukan kerentanan baru dalam sel kanker yang dapat dieksploitasi secara terapeutik di masa depan.
DNA sel manusia terdiri dari urutan sekitar 3,1 miliar blok bangunan. Sel berusaha keras untuk mempertahankan integritas dari penyimpanan informasi yang luas ini. Mereka terus -menerus mengurai simpul di untai DNA dan menciptakan ikatan kimia baru ketika untaian DNA pecah di suatu tempat di dalam nukleus.
“Ketika orang membaca tentang memperbaiki bahan genetik, mereka sering menganggapnya sebagai respons terhadap paparan racun atau radiasi,” kata Jacob Corn, profesor biologi genom di ETH Zurich. Namun, mekanisme perbaikan tidak hanya bertahan terhadap ancaman eksternal; Mereka juga memainkan peran penting dalam membantu sel selamat dari tantangan yang mereka hadapi dalam perjuangan harian mereka untuk bertahan hidup.
Kekayaan interaksi baru
Para ilmuwan telah lama mengetahui bahwa lebih dari 500 gen (dari sekitar 20.000 gen pengkode protein manusia) sangat penting untuk perbaikan DNA. Dengan menganalisis secara komprehensif interaksi gen -gen ini, jagung dan timnya telah mendapatkan wawasan baru yang penting tentang bagaimana sel mempertahankan integritas genom mereka. Para peneliti telah menemukan banyak interaksi baru dan telah mengidentifikasi target baru potensial untuk terapi kanker, seperti yang dilaporkan dalam jurnal Alam.
Para peneliti memodifikasi sel manusia dalam kultur untuk mematikan dua gen perbaikan secara bersamaan. “Kami mengambil pendekatan sistematis dan melihat semua kombinasi yang mungkin,” kata Corn. Itu lebih mudah diucapkan daripada dilakukan, karena para peneliti melihat hampir 150.000 kombinasi inaktivasi yang berbeda. “Ada banyak hal yang perlu diketahui,” kata John Fielden dan Sebastian Signer, dua penulis utama yang melakukan sebagian besar penelitian.
“Sel -sel manusia menyukai redundansi”
Menonaktifkan gen tunggal biasanya tidak cukup untuk menghasilkan efek yang nyata karena gen lain sering mengkompensasi fungsi yang hilang. “Sel -sel manusia menyukai redundansi,” kata jagung. Hanya ketika cadangan juga dimatikan, mereka kehilangan kemampuan untuk memperbaiki bahan genetik. Cepat atau lambat, kerusakan menumpuk ke titik di mana kelangsungan hidup tidak lagi mungkin.
Ini adalah kasus untuk sekitar 5.000 pasangan gen yang tidak aktif. Dalam makalah mereka, para peneliti memberikan deskripsi terperinci tentang interaksi molekuler yang hilang untuk dua pasangan gen tertentu. Dalam penyelidikan mereka, mereka menemukan tautan yang sebelumnya tidak diketahui yang tampaknya penting untuk kelangsungan hidup sel.
Petunjuk baru untuk terapi kanker
Pekerjaan para peneliti tidak hanya menawarkan wawasan penting tetapi juga memberikan kemungkinan baru untuk terapi kanker. Sel kanker memiliki lebih banyak mutasi daripada sel normal. Untuk alasan ini, beberapa dari 500+ gen perbaikan sudah dimatikan dalam beberapa sel kanker. “Penelitian kami telah mengidentifikasi gen tambahan yang perlu dinonaktifkan untuk mencegah pertumbuhan sel kanker,” kata Fielden.
Dalam makalah ini, tim mencantumkan sejumlah tautan yang sebelumnya tidak diketahui antara mutasi kanker umum dan target molekuler yang dapat diblokir dengan obat -obatan. “Kerentanan potensial yang baru ditemukan ini dalam sel kanker sekarang perlu diuji. Kami telah menunjukkan jalur melalui hutan gelap,” kata jagung. “Sekarang mudah untuk berjalan di jalan setapak itu.” Dia dan timnya telah membuat platform web baru di mana hasilnya tersedia untuk umum. “Kami berharap peneliti lain akan mendapat manfaat dari ini dan secara aktif menggunakan platform,” tambah jagung. Ini akan membantu memastikan bahwa pengetahuan baru tentang interaksi genetik berbuah secepat mungkin.
Penelitian ini sebagian didanai oleh Swiss National Science Foundation (SNSF) dan merupakan bagian dari proyek DDREAMM yang didanai oleh Dewan Penelitian Eropa (ERC).
Referensi
Fielden J, SiEgner SM, Gallagher D, Schröder MS, Dello Stritto MR, Lam S, Kobel L, Schlapansky MF, Jackson SP, Cejka P, Jost M, dan jagung JE. Interogasi komprehensif keletih sintetis dalam respons kerusakan DNA. Alam (2025). Dua: 10.1038/S41586-025-08815-4
