เนื้องอก การควบคุมเอพิเจเนติกของการแสดงออกของยีนในเซลล์เนื้องอก

เนื้องอก การควบคุมการแสดงออกของยีน เอพิเจเนติก มีบทบาทสำคัญในการเจริญเติบโตของเนื้องอก มีพื้นฐานมาจากเมทิลเลชันที่ผิดปกติของเกาะ CpG อยู่ในบริเวณโปรโมเตอร์ของยีน ซึ่งนำไปสู่การยับยั้งยีนโดยสมบูรณ์ มีการระบุไดนิวคลีโอไทด์สองประเภทในจีโนมมนุษย์ ประเภทแรกคือไดนิวคลีโอไทด์แต่ละตัวที่กระจัดกระจายไปทั่วจีโนม 80 เปอร์เซ็นต์ ของพวกมัน พวกมันอยู่ในลำดับระหว่างพันธุกรรม สเปเซอร์

และไม่ค่อยอยู่ในลำดับดีเอ็นเอที่ถอดความ ประเภทที่สองคือเกาะไดนิวคลีโอไทด์ หรือบริเวณ ดีเอ็นเอ ที่อุดมด้วยพวกมัน พวกมันอยู่ใกล้ 60 เปอร์เซ็นต์ ของยีนโครงสร้างซึ่งแปลเป็นภาษาท้องถิ่นส่วนใหญ่ ซึ่งมีลำดับการควบคุมของโปรโมเตอร์ ขนาดของเกาะอยู่ระหว่าง 0.5 ถึง 1.5 พัน bp เนื้อหาของคู่ HC ในนั้นเกิน 60 เปอร์เซ็นต์ และอัตราส่วน CpG หรือ GpC เป็นอย่างน้อย 0.6 ยกเว้นยีนที่ประทับเกาะของบริเวณโปรโมเตอร์ของยีน

ในเนื้อเยื่อปกติจะไม่ถูกเมทิลเลต ยีนเฉพาะเนื้อเยื่อไม่มีเกาะดังกล่าวในโปรโมเตอร์ ดังนั้นจึงพบไดนิวคลีโอไทด์ เดี่ยวเท่านั้นในระดับของเมทิลเลชันซึ่งแตกต่างกันในเซลล์และเนื้อเยื่อต่างๆ ซึ่งป้องกันการจับตัวของปัจจัยการถอดความในท้องถิ่น เมทิลเลชันของลำดับดีเอ็นเอ เมทิลเลชันของลำดับดีเอ็นเอ การดัดแปลงโควาเลนต์แบบผันกลับได้เกี่ยวข้องกับไนโตรเจนเพียงหนึ่งในสี่เท่านั้น ฐานไซโตซีน เมทิลเลชั่นตามมาด้วยดีเมทิลเลชั่น

ในระหว่างปฏิกิริยาเมทิลเลชั่นดีเมทิลเลชั่น ส่วนที่เหลือของไซโทซีนที่เกิดขึ้นในไดนิวคลีโอไทด์ถูกเมทิลเลตโดย ดีเอ็นเอ เมทิลทรานสเฟอเรสที่ถ่ายโอนกลุ่มเมทิลของ S อะดีโนซิลเมไธโอนีนไปยังตำแหน่ง N5 ของวงแหวนไพริมิดีน ทำหน้าที่เป็นเป้าหมายสำหรับเมทิลเลชัน สารตกค้าง S อะดีโนซิลเมไธโอนีน จะถูกกำจัดออกโดยดีเอ็นเอดีเมทิลเลส หรือไกลโคไซเลส เอนไซม์นี้จะทำลายจีโนมของเซลล์เนื้องอก

มีความสามารถในการจดจำไดนิวคลีโอไทด์ของเมทิลเลต เปลี่ยน 5 เมทิลไซโตซีนเป็นไซโตซีน และด้วยเหตุนี้จึงทำลายลำดับนิวคลีโอไทด์ของดีเอ็นเอในบริเวณที่มีนัยสำคัญ ซึ่งละเมิดความเสถียรของโมเลกุล ดังนั้น การค้นพบความสัมพันธ์ระหว่างการลดลงของกิจกรรมของยีน การหยุดทำงาน และเมทิลเลชันของภูมิภาคโปรโมเตอร์ ยีนเป็นการยืนยันที่แข็งแกร่งที่สุดของกลไก เอพิเจเนติก ในการควบคุมการแสดงออกของยีน

นอกจากนี้ เมทิลเลชันของลำดับดีเอ็นเอยังรวมถึงกลไกอื่นๆ ที่นำไปสู่การหยุดการแสดงออกของยีนโดยสมบูรณ์ ตัวอย่างเช่น กลุ่มเมทิลซึ่งทำหน้าที่ในร่องหลักของโมเลกุลดีเอ็นเอ ขัดขวางกลไกการทำงานร่วมกันในปฏิกิริยาของโปรตีนและดีเอ็นเอ ป้องกันการจับตัวกันของปัจจัยการถอดความเฉพาะ ในทางกลับกัน บริเวณเมทิลเลตของ ดีเอ็นเอ สามารถจับโปรตีนที่ทำหน้าที่เป็นตัวกดการถอดเสียง ซึ่งปรับเปลี่ยนสถานะของโครมาตินโดยอ้อม

ตัวอย่างเช่น กระบวนการของฮิสโตนดีอะซีติเลชัน ซึ่งทำงานคู่ขนานกับกระบวนการเมทิลเลชัน ทำให้เกิดการอัดแน่นของนิวคลีโอโซมที่หนาแน่นขึ้น ซึ่งทำให้เกิดการยับยั้งการทำงานของยีนโดยสมบูรณ์โดยไม่รบกวนโครงสร้างของมัน ความสำคัญของเมทิลเลชั่นของยีนที่เกี่ยวข้องกับการเกิดมะเร็ง ดังที่กล่าวไว้ข้างต้น ปฏิกิริยาเมทิลเลชั่นที่มีการหยุดการทำงานของอองโคยีนของเซลล์ในภายหลังสามารถทำหน้าที่ได้ไม่เพียงแค่การกลายพันธุ์ครั้งแรกหรือครั้งที่สองเท่านั้น

กลไกผลกระทบสองครั้ง แต่ยังเป็นการกลายพันธุ์เชิงหน้าที่ด้วย มันเป็นบทบาทของเมทิลเลชั่นที่แสดงสำหรับยีนจำนวนมาก ควรสังเกตว่าการวิเคราะห์เมทิลเลชั่นของบริเวณโปรโมเตอร์ของยีนต้านเหล่านี้ รวมถึงยีน MB จำนวนหนึ่ง ในระหว่างการควบคุมการแสดงออกของ เอพิเจเนติก นั้นโดยทั่วไปง่ายกว่าและคุ้มค่ากว่ามาก เมื่อเทียบกับแบบดั้งเดิม เทคโนโลยีอณูพันธุศาสตร์ สำหรับประเมินการมีส่วนร่วมของอองโคยีนของเซลล์ต่อการพัฒนาทั้งเซลล์ปกติและเซลล์ร้าย

เมทิลเลชั่นดีเมทิลเลชั่นที่ผิดปกติได้กลายเป็นการตรวจวินิจฉัยที่ทันสมัยและเครื่องหมายบ่งชี้การพยากรณ์โรคในการตรวจหา เนื้องอก บางประเภท ลักษณะเฉพาะของโปรไฟล์เมทิลเลชั่น ของยีนมนุษย์ที่รู้จักและยีนที่โคลนใหม่ในเนื้อเยื่อและประเภทของเนื้องอกต่างๆ มีส่วนสำคัญในการทำความเข้าใจกลไกการเติบโตของเนื้องอก ทิศทางนี้ได้กลายเป็นทิศทางใหม่ในการแพทย์ระดับโมเลกุล ซึ่งตามที่นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าจะนำไปสู่การพัฒนาการวินิจฉัยที่มีประสิทธิภาพ

ในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า การวินิจฉัยดีเอ็นเอมะเร็ง ปัจจุบันมีการระบุห้าส่วนในการวินิจฉัย ดีเอ็นเอ ของมะเร็ง ในหมู่พวกเขาคือการวินิจฉัยรูปแบบทางพันธุกรรมของมะเร็ง เครื่องหมายของการพยากรณ์โรคมะเร็งที่ไม่ดี เครื่องหมายของมะเร็ง โรคตกค้างน้อยที่สุด เครื่องหมายของระยะเริ่มต้นของมะเร็ง เครื่องหมายที่เพิ่มความเสี่ยงของมะเร็งบางชนิด ทิศทางแรกรวมถึงการระบุการกลายพันธุ์ในยีนต้านเนื้องอกที่เกี่ยวข้องกับการควบคุมวัฏจักรของเซลล์ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง

การค้นหาการกลายพันธุ์ในหนึ่งในอัลลีลของยีน RB1 กำลังดำเนินอยู่ ซึ่งได้รับการสืบทอดมาในลักษณะเด่นของออโตโซมและแสดงออกมาโดยการแสดงออกที่แตกต่างกันและการแทรกซึมที่ไม่สมบูรณ์ 90 เปอร์เซ็นต์ นี่เป็นตัวอย่างแรกในกรณีนี้เรติโนมาที่ไม่เป็นพิษเป็นภัยของเรตินาพัฒนาขึ้นเนื่องจากการยับยั้งอัลลีลของยีนที่ไม่บุบสลาย นี่คือการกลายพันธุ์ครั้งแรก โรคหลอดเลือดสมอง ซึ่งเกิดขึ้นตามกฎในวัยเด็กและน้อยกว่ามากในช่วงก่อนคลอด ของการพัฒนา

การกลายพันธุ์ครั้งที่สอง โรคหลอดเลือดสมอง สามารถเกิดขึ้นได้ในเรตินา ทำให้เกิดมะเร็งเรติโนบลาสโตมา หรือเซลล์ร่างกายอื่นๆ ทำให้เกิดเนื้องอกทุติยภูมิ ในกรณีนี้ โรคหลัก มะเร็งเม็ดเลือดขาวในเซลล์น้ำเหลือง มะเร็งปอดหรือมะเร็งเซลล์เล็ก มะเร็งเต้านม มะเร็งอวัยวะเพศ และมะเร็งกระดูก สามารถทำหน้าที่เป็นเนื้องอกรองได้ ตัวอย่างที่สองคือการระบุการกลายพันธุ์ในเนโฟรบลาสโตมา ซึ่งเป็นโรคที่ต่างกันทางพันธุกรรม

รวมถึงในทุกๆ สามกรณีที่เกี่ยวข้องกับการหยุดการทำงานของตัวยับยั้งยีน WT1 ในบางกรณี เนโฟรบลาสโตมาเกิดจากการหลุดออกของส่วนแขนสั้นของโครโมโซมคู่ที่ 11 และนำไปสู่กลุ่มอาการ WAGR เนื้องอกวิลส์ ความผิดปกติของระบบสืบพันธุ์ และพัฒนาการทางร่างกายและจิตใจล่าช้า ในกรณีที่หายากมากขึ้น เนโฟรบลาสโตมาเกี่ยวข้องกับการกลายพันธุ์แบบจุดในยีนปัจจัยการถอดความ การกลายพันธุ์แบบมิสเซนส์ หรือมาตรฐานโปรตีนซิงค์ฟิงเกอร์ที่เป็นสาเหตุของการพัฒนากลุ่มอาการเดนิสแดรช ซึ่งแสดงออกโดยโรคไตอักเสบเรื้อรัง เนโฟรบลาสโตมาและโกนาโดบลาสโตมา

บทความที่น่าสนใจ : การแพทย์ อธิบายเกี่ยวกับระบบการวินิจฉัยช่วยให้แพทย์เฉพาะทาง