Tausende seltene krebsbedingte Genmutationen gefunden

Innovative Forschung, veröffentlicht in PLOS Computerbiologie diese Woche, erklärt, wie Tausende von "bisher ignorierten genetischen Mutationen" zum Wachstum von bösartigen Tumoren beitragen können. Mit einem neuen statistischen Ansatz finden Wissenschaftler neue Muster in Proteinen.
Ein neuer Ansatz für die Genetik von Krebs führt zu faszinierenden Ergebnissen.

Krebs beginnt, wenn eine genetische Mutation abnormales Zellwachstum verursacht. Diese somatischen Varianten - das sind Veränderungen der DNA, die nach der Geburt auftreten - können schließlich das Wachstum eines Tumors auslösen.

Moderne pharmazeutische Interventionen wurden entwickelt, um unser Wissen über bestimmte krebsbedingte Mutationen zu nutzen; Sie zielen auf Proteine ??ab, die aufgrund der Mutationen in den sie kodierenden Genen verändert sind.

Bis heute wurde nur eine kleine Anzahl dieser wichtigen krebsverursachenden Mutationen ermittelt.

Obwohl Studien, die eine große Anzahl von Teilnehmern verwenden, statistisch signifikante Mutationen identifiziert haben, erscheinen selbst somatische Varianten, die als wichtige Treiber von Krebs angesehen werden, in relativ niedrigen Häufigkeiten.

In ähnlicher Weise wurden viel mehr Mutationen festgestellt, die nicht ausreichend zuverlässige statistische Signifikanz erreichen.

Eine Gruppe von Forschern der Universität von Maryland in College Park, die von Thomas Peterson geleitet wurde, nutzte eine neue Methode der statistischen Analyse, um diese Wissenslücke zu schließen und ähnliche Mutationen zu untersuchen, die über das Genom verteilt sind.

Unter Verwendung genetischer Daten zielen sie auf ähnliche Mutationen ab, die "Familien verwandter Proteine ??gemeinsam haben", und untersuchen insbesondere Mutationen in Unterkomponenten von Proteinen, die als Proteindomänen bekannt sind.

Durchsuchung von Proteindomänen

Proteindomänen sind unterschiedliche Einheiten innerhalb von Proteinen - jede Domäne führt spezifische Funktionen unabhängig von den anderen Domänen aus, die das gleiche Protein bilden. Proteine, auch wenn sie von verschiedenen Genen kodiert werden und völlig unterschiedliche physiologische Rollen einnehmen, können gemeinsame Proteindomänen teilen.

Das Forschungsteam nutzte das vorhandene Wissen über die Funktion und Struktur von Proteindomänen, um Regionen innerhalb der Domänen zu identifizieren, in denen Mutationen mit größerer Wahrscheinlichkeit in Tumoren auftreten. Ihre Arbeit nutzt die großen Datenmengen früherer Genforschung. Wie die Autoren der Studie schreiben, "nutzen wir jahrzehntelange wichtige Erkenntnisse aus der Strukturgenomik".

Mit anderen Worten, anstatt sich auf Mutationen in einzelnen Regionen spezifischer Gene zu konzentrieren, konzentrierte sich das Team auf Mutationen, die in ähnlichen Regionen über Proteinfamilien hinweg auftraten.

Insgesamt sammelten sie Daten über somatische Varianten von 5.848 Patienten im Krebs-Genom-Atlas, der Patienten mit 20 verschiedenen Krebsarten umfasste.

Unter Verwendung dieses neuen Ansatzes fand das Team Tausende von seltenen Tumormutationen, die an der "gleichen Domänenstelle wie Mutationen auftreten, die in anderen Proteinen in anderen Tumoren gefunden werden". Dies bedeutet, dass sie an Krebs beteiligt sind.

"Vielleicht haben nur zwei Patienten eine Mutation in einem bestimmten Protein, aber wenn man erkennt, dass sie sich genau in der gleichen Position innerhalb der Domäne wie Mutationen in anderen Proteinen bei Krebspatienten befindet, ist es wichtig, diese beiden Mutationen zu untersuchen."

Maricel Kann, leitender Autor

Die Autoren beziehen sich auf diese Proteindomänen, die krebsverursachende Mutationen wahrscheinlich als "oncodomains" umfassen. Ein besseres Verständnis von Oncodomänen könnte letztendlich zu einer verbesserten Krebsbehandlung führen. Wie Kann erklärt: "Da die Domänen über so viele Proteine ??hinweg gleich sind, ist es möglich, dass eine einzelne Behandlung Krebserkrankungen bekämpfen könnte, die durch ein breites Spektrum mutierter Proteine ??verursacht werden."

Obwohl diese Arbeit den ersten Schritt in eine neue Richtung darstellt, ist dies ein wichtiger erster Schritt, der auf lange Sicht verspricht, die Krebsbehandlung zu verbessern. Die Erforschung der genetischen Grundlage von Krebs von einem anderen Standpunkt aus gibt anderen Forschern einen neuen Blickwinkel, um sich dem Problem zu nähern.

Die Autoren schlussfolgern: "Die Bestimmung, welche Varianten für die Tumorentstehung am wichtigsten sind, wird helfen, die Mechanismen der Tumorprogression aufzuklären und könnte letztlich eine neue Reihe von Wirkstoffzielen für Familien von Genen liefern, die auf struktureller und funktioneller Ebene ähnliche Variationen aufweisen."

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