Новый метод, который лаборатория недавно применила для скрининга генов опухоли кожи, особенно полезен, потому что он требует меньше ресурсов и гораздо меньше времени, чем традиционный метод определения функции генов — разведение генетически модифицированных животных для изучения воздействия. недостающих генов.«Использование мышей с нокаутом, которые являются модельными организмами, выведенными с отсутствием определенного гена, невозможно, когда есть 800 потенциальных генов рака головы и шеи, которые нужно отсортировать», — говорит Дэниел Шрамек, научный сотрудник лаборатории, которую возглавляет Ребекка С. Лэнсфилд, профессор Элейн Фукс. «На каждый ген может уйти около двух лет. Наш метод позволяет оценить около 300 генов у одной мыши всего за пять недель».Исследователи использовали вмешательство РНК — естественный процесс, при котором молекулы РНК подавляют экспрессию генов.
Они взяли короткие фрагменты РНК, которые могут отключать функцию определенных генов, прикрепили их к высококонцентрированным вирусам, а затем, используя ультразвук для направления иглы, не повреждая окружающие ткани, они вводили вирусы в мешочки эмбрионов мыши.«Вирус абсорбируется и интегрируется в хромосомы единственного слоя поверхностных клеток, покрывающих крошечный эмбрион», — объясняет Фукс. «По мере развития эмбриона этот слой клеток становится кожей, молочными железами и тканями ротовой полости, что позволяет нам эффективно, выборочно и быстро устранять экспрессию любого желаемого гена в этих тканях.
Неинвазивный метод позволяет избежать возникновения раны или воспалительного процесса. ответ, который обычно связан с традиционными методами нокдауна гена в культивируемых клетках и затем приживления клеток мыши ».Когда мыши росли, исследователи определили, какие гены в выключенном состоянии способствовали росту опухоли, и то, что они обнаружили, было неожиданным.«Среди семи обнаруженных нами новых генов-супрессоров опухолей самым сильным оказался Myh9, который кодирует белок миозин IIa, моторный белок с хорошо известной функцией в структуре и миграции клеток», — говорит Шрамек. «В ходе дальнейших функциональных исследований мы обнаружили, что миозин IIa также необходим для активации главного хранителя генома — белка-супрессора опухоли, называемого p53».
Лаборатория показала, что при мутации гена миозина IIa p53 не смог накапливаться в ядре клетки, и последовал хаос: гены, ответственные за восстановление поврежденных клеток и уничтожение опухолевых клеток, не активировались, и инвазивные карциномы распространились в течение трех месяцев. .Исследователи разработали стратегию реактивации p53 в этих клетках и показали in vitro, что подавление опухоли восстановлено. «Рак головы и шеи является шестым по смертности типом рака во всем мире. Интересно, что Myh9 также мутирует при раке головы и шеи человека, а низкая экспрессия миозина IIa коррелирует с плохим прогнозом для пациента», — говорит Фукс.
Группа надеется изучить эффект в клинических испытаниях в будущем и планирует изучить функцию других шести генов, выявленных в ходе исследования.«Мы продемонстрировали, что этот метод РНК-интерференции очень полезен для быстрого открытия, проверки и характеристики генов-супрессоров опухолей, которые в противном случае могли бы быть пропущены при генетическом скрининге», — говорит Шрамек. «Его можно применять для лечения многих видов рака, например рака груди и легких».
