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ELISA实验
作者:麦子
(转载请注:解螺旋·医生科研助手)
去年,《纽约客》发表了一篇关于表观遗传学和癌症的文章,引发了一场分子生物学家的骚动,大家认为文章“误导”甚至“严重损害”公知。当然,这场骚动没有前段时间“癌症归咎于运气”一文引起的轰动来的大和深远。但是,充分的理解癌症发生和发展的多面性依然很有必要,今天麦子就从表观遗传学的角度,谈谈癌症的起源。
莫菲特癌症中心综合数学肿瘤学(麦子也是第一次听说这个学科,羞愧的地下了圆圆的头)主任Alexander Anderson表明,的确有一群老派的人认为,如果我们测序的足够深,总有一天可以解决所有的问题。而表观遗传学,正在转变我们对癌症生物学的观点。
数十年来,研究人员接受的都是“
癌症起源于单个细胞基因突变
”的观点。确实,癌细胞的遗传信息和周围的健康细胞有所差异,甚至有巨大差异。该理论的基础是,致癌物质,比如石棉或者香烟,可以诱发单个细胞的DNA突变,最终导致癌变。这些突变的细胞和它们复制的后代,比其他健康细胞增殖的速度更快并最终取代健康细胞的位置,形成肿瘤。
But,大部分包括香烟和石棉在内的致癌物质,其实并没有直接导致基因突变。不同于改变基因本身,烟雾和石棉首先通过一组称为表观遗传学的过程——DNA或者被环绕的DNA组蛋白来影响基因活性。
举个例子,如果你是像麦子一样热爱“农耕”,并且家里有草原,额,院子······每个周末翻翻土、种种花、种种菜,手掌皮肤的基因活性会因为你的操劳产生变化,让你长出老茧,不过懒癌发作一段时间后就可以恢复如常。但是!如果活性改变的这些基因可以发生突变,老茧陪伴我们一生呢(还怎么嫁人)?或者,你能想象新生儿一出生就有一双布满老茧的手吗?
一个表观遗传变异(比如麦子布满老茧的手),可以因为适时的基因突变永久固定在我们的DNA里面。实际上,小鸵鸟凑是这样的,孵化时胸前就有老茧,帮助保护年轻的胸肌,不,胸膛,来适应炎热的岩石地面。
斯坦福大学放射学助理教授Parag Mallick博士,是认为需要利用对癌症生物学和数学的强大理解,使用基础系统性方法建立一种新的癌症模型的研究人员之一。
Mallick在其去年发表在Genome Medicine的文章中指出,当你使用化疗药物持续处理细胞一段时间后,可以使细胞耐药程度增加40倍,而所有的变化都是表观遗传层面的。尽管改变的机制是组蛋白或者DNA的修饰,但导致改变发生的是细胞所处的环境。
对于癌细胞,坏境的好坏取决于它们在肿瘤中所处的位置:它们与营养丰富的血管的距离、接触多少免疫细胞和附近细胞的表型等。每一种情况下可以诱发一系列的表观遗传反应,例如,细胞对化疗药物的耐药性或敏感度,或者细胞开始转移的可能性。
帮助肿瘤细胞抵抗致命药物的表观遗传变化可以传递给子细胞,一开始是表观遗传诱导相关表型的产生,然后出现恰当的耐药性基因突变导致这样的表观变成永恒。