DNA – „Echos“ von Viren, die infizierten, die unsere Vorfahren vor Millionen von Jahren könnte helfen, das Immunsystem zu identifizieren und zu töten Krebszellen, entsprechend der neuen Forschung von Crick Wissenschaftler.
Die neue Studie, veröffentlicht in Genome Research, schaute Sie an „endogenen Retroviren,“ Fragmente der DNA in das menschliche Genom, die zurückgelassen wurden, durch Viren infiziert unserer Vorfahren.
Über Millionen von Jahren, unsere Vorfahren infiziert waren mit unzähligen Viren und deren DNA nun mehr unseres Genoms, die als Gene des Menschen. Ungefähr 8 Prozent des menschlichen Genoms aus retroviralen DNA, während die Gene bekannt sind nur 1-2 Prozent.
„Diese Virus-DNA in der Regel schläft, weil Sie entweder nicht funktionsfähig oder unser Körper entwickelt haben, um Sie zu unterdrücken“, erklärt Crick-Gruppenführer Dr. George Kassiotis, wer führte die Studie. „Aber, wenn eine Zelle wird bösartig, einige dieser Unterdrückungsmechanismen ausfallen können und diese alte virale DNA wieder aktiviert werden kann. In dieser Studie, suchten wir für die virale DNA wird reaktiviert durch Krebs und produziert Produkte, die das immun-system sehen kann. Die Hoffnung ist, dass, wenn wir trainieren können, das Immunsystem zu erkennen, können wir diese gezielt Krebszellen.“
Wiedererwachen Alter DNA
Gene sind DNA-Abschnitte, die enthalten Anweisungen, um Proteine zu produzieren, welches wichtige Funktionen in der Zelle oder der Körper. Diese Anweisungen sind transkribiert in RNA „messenger“ – Moleküle, bevor die Proteine produziert werden. Jedoch, diese Transkription beeinflusst werden können, die durch DNA außerhalb der gene, einschließlich der endogenen Retroviren.
Zur Untersuchung der Auswirkungen von endogenen Retroviren auf die Transkription, das team untersuchte Proben von Patienten aus 31 verschiedenen Krebsarten mit einer Technologie namens „RNASeq‘ Lesen kann kurze, zufällige Fragmente von RNA. Jedoch, wie jeder „Lesen“ liefert nur einen kleinen Teil der Sequenz eines unbekannten, um, dauert es bis zu 50 Millionen „, heißt es in“ pro-Beispiel zu bauen, ein vollständiges Bild der transkriptionellen Aktivität.
„Piecing zusammen eine vollständige transkriptionelle Profil ist eine gewaltige Aufgabe“, sagt George. „Es ist verglichen worden, um zu versuchen, eine Zeitschrift Lesen, das ist schon geschreddert, die in Millionen von Stücke, wenn Sie nicht einmal wissen, was das Magazin war gut sein soll oder welche Sprache ist es in. Alles, was Sie haben, ist, zufällige Fragmente, so dass, um diese zusammenzustellen, die Sie brauchen, um zu sehen, wo Sie sich überschneiden.“
Das team verwendete RNA-Sequenzierungs-Daten von 768 Proben von Patienten mit fast 40 Milliarden liest, um Stück zusammen. Selbst mit ausgeklügelten algorithmen, ein desktop-computer benötigen würde, ständig zu laufen, für 24 Jahre zu Nähen, diese Daten zusammen. Um die Dinge zu beschleunigen deutlich, die Forscher gedreht zu den Crick-Spezialisten Scientific-Computing-team. Ausführen der Analyse auf die in-house High-Performance-Computing-cluster, bekamen Sie Ergebnisse viel schneller.
Closing in über Krebs
Aus dem vollen transkriptionellen Daten entwickelte das team einen Katalog von über 130 000 verschiedene RNA-Transkripte produziert, die von endogenen Retroviren, mehr als die Hälfte, die bisher nicht entdeckt. Davon gab es rund 6.000-Transkripte, wurden speziell gefunden in Tumorproben und nicht das gesunde Gewebe. Viele von diesen waren spezifisch für die Art von Krebs, mit den meisten einzelnen Krebsarten Ausdruck hohen Niveaus von ein paar hundert Abschriften.
„Wir konzentrierten uns auf die Melanom-spezifische Transkripte angewendet und einen Algorithmus, um vorherzusagen, was könnte der code für das material, die sichtbar für das Immunsystem“, erklärt George. „Wir gefunden 14 Kandidaten Transkripte aus 8 verschiedenen Regionen des Genoms, die könnten produzieren einzigartige Krebs-Antigene. Zusammen mit der Proteomics-team bei der Crick und Nicola Ternette s Labor in Oxford, inspizierten wir Massenspektrometrie-Daten zu sehen, welche für diese Antigene waren in Patienten-Proben. Dieser verengt es bis zu neun einzigartige Peptide werden könnten, sichtbar für das Immunsystem. Wir hoffen, dass dieser Ansatz könnte die Grundlage für zukünftige Krebstherapien, wenn wir impfen das Immunsystem zu erkennen und die Krebszellen angreifen präsentieren diese Peptide.“