科学者たちは、正常な人間の組織の突然変異のモザイクを発見しました

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Anonim
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科学者たちは、さまざまな突然変異を持っているが、健康な人間の組織にも見られる細胞のクローンの巨視的な集団の広範なレビューを行っています。これらの突然変異のいくつかは、癌のリスクに関連しています。 Scienceに発表された彼らの発見によると、正常組織は通常、正常細胞だけで構成されているわけではなく、生涯にわたって発達し続ける突然変異のモザイクが含まれています。著者によると、この研究は、クローンの成長、外的要因への曝露、老化、および疾患リスクの間の関連を特定するための基礎を提供します。

生物の寿命の間に、細胞は体細胞(遺伝ではない)突然変異を蓄積します。それらのほとんどは無害または比較的安全であると考えられていますが、細胞の耐性と生存を増加させるものもあり、それが組織内でのクローンの複製(拡大)につながります。このプロセスは、老化、心血管系および神経系の疾患の発症、ならびに癌に関連しています。時間の経過とともに、量は質に変わる可能性があります。特定のドライバー変異の蓄積は、制御されていない細胞増殖につながる可能性があります。

科学者が健康な組織と前癌病変を研究することによって近年埋めようとしている癌発生の初期段階についての知識にはギャップがあります。数年前、血液腫瘍の発生に関与している可能性のある遺伝子を持つクローンを含む、正常な血液でクローンの拡大が発見されました。超ディープシーケンスは、皮膚と食道の正常組織に癌性突然変異の存在を示しました(科学者は74の遺伝子に焦点を合わせました)。しかし、検出されたクローンのどれが実際に癌に発展するのかという疑問は未解決のままです。

新しい研究の紹介で、MITのブロードインスティテュートとハーバード大学のKeren Yizhakらは、人間のさまざまな組織におけるクローン拡大の有病率の完全なマッピングと研究の必要性を証拠が示していると書いています。変異株の細胞がどれほど一般的であり、変異遺伝子が正常組織でどれほど活性であるかを調べるために、科学者は488人から採取した29組織の6,700サンプルのRNAシーケンスを実行しました。

RNA分析により、DNA変異だけでなく、発現している変異についても知ることができました。このアプローチでは、比較的大きなクローン集団のみを検出できます。以前の研究は、健康な組織で特定の限られた遺伝子のセットを見つけることに焦点を当てていましたが、それらの活動には取り組んでいませんでした。 RNA研究で体細胞DNA変異を特定するために、科学者たちは新しいRNA-MuTect計算パイプラインを開発しました。彼らは、何百人もの健康な人々の研究で得られた遺伝子型-組織発現プロジェクトのデータから、さまざまな組織における遺伝子の正常な発現に関する情報を取得しました。

著者らは、研究参加者の95%からの組織サンプルの37%で8,870の体細胞変異を発見しました。科学者の計算によると、誤検出の可能性を考慮に入れると、24組織の374サンプルに4つ以上の突然変異があり、そのうち13組織の106サンプルにそれぞれ13の突然変異がありました。癌の発症に関連する遺伝子の突然変異は、研究参加者の33%、組織サンプルの3%で発生しました。

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調べた29の組織のうち28の突然変異の数。各組織サンプルは円で示され、水平の黒いバーは各組織の平均変異数を示します

太陽に最もさらされる皮膚の領域では、食道粘膜と肺が他の組織と比較して最も多くの蓄積された突然変異を持っていることがわかりました。著者らは、これら3つの組織が外部の変異原性因子によって最も強く影響を受けることを強調しています。著者らは、皮膚と食道の両方で、正常組織の突然変異の数と年齢との間に関連性があることを発見しました。科学者たちは、肺組織の突然変異の数と年齢との間に表現的な関係がないことは、外部の突然変異誘発物質(喫煙、大気汚染)の影響によって隠すことができると示唆しています。科学者たちはまた、さまざまな組織での細胞増殖の速度が、それらに蓄積された突然変異の数と関連していることを発見しました。たとえば、食道や皮膚では、筋肉や脳よりも高かったのです。

著者らは、クローンの微視的集団に焦点を当てた研究よりも、クローンの拡大が大幅に少ないことを発見したと述べています。彼らはこれを、低レベルの発現を伴う突然変異の省略の可能性、およびほとんどの場合、クローンは顕微鏡のままであり、それらのサイズがRNAシーケンシングによってそれらを検出することを可能にしないという事実に起因すると考えています。

この研究によると、最も頻繁に変異する遺伝子はTP53とNOTCH1ですが、これらの変異は、クローンの顕微鏡集団に関する以前の研究よりも少ない頻度で発見されました。科学者は、これは、これらの遺伝子のこれらの突然変異が、遺伝的、後成的、または外部要因からの追加の入力なしに、特定のサイズを超えるクローン集団の成長につながる可能性がないことを示していると信じています。

シドニー・キンメル学際がんセンター腫瘍学部のクリスチャン・トマセッティは、同じ科学号に掲載された論文で、Yijakらの発見が体細胞変異の時間的ダイナミクスをよりよく理解する必要性を強調していることを指摘しています。正常組織におけるクローンの拡大。 「これは、人々をリスクグループに十分に分類し、年齢に基づいてがんのリスクを予測するために必要です。血液から細胞外DNAを配列決定して体のどこにいても癌の初期兆候を検出するなど、有望な初期癌診断法でさえ、正常なものとそうでないものに大きく依存しています」と彼は書いています。

科学者たちは以前、18世紀のミイラで結腸がんの遺伝的素因を発見しました。私たちの大きな資料「ChimeraAgainstCancer」では、キメラ受容体を用いた白血球による癌の治療についてすべて学ぶことができます。

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