学术 | 创新研究发现数千种罕见的癌症相关基因突变

摘要

这周PLOS Computational Biology杂志上发表了一项创新性的研究，解释了数千个“先前被忽视的基因突变”可能对恶性肿瘤的生长有促进作用。

癌症遗传学的新方法产生有趣的结果

这周PLOS Computational Biology杂志上发表了一项创新性的研究，解释了数千个“先前被忽视的基因突变”可能对恶性肿瘤的生长有促进作用。研究人员使用一种新的统计方法发现了蛋白质的新模式。

当基因突变导致异常的细胞增殖时癌症就开始了。这些体细胞变体——即出生后发生的DNA变化——最终可能引发肿瘤的生长。

现代药物干预措施利用我们已知的某些癌症相关基因突变知识，靶向定位由于这些基因突变编码的而被改变的蛋白质。

到目前为止，这些重要的致癌突变只有很小一部分被确定。

尽管大样本研究已经发现了有统计学意义的突变，但即使一些被认为是癌症重要驱动因素的体细胞变体，出现的频率也很低。更多被研究的突变没有达到足够可靠的统计学意义水平。

来自马里兰州大学的一组研究人员，由Thomas Peterson领导，使用一种新的统计分析方法来解决我们知识中的这一差距，他们检测了跨基因组的类似突变。

研究人员使用遗传数据，定位到相关蛋白家族共享的类似突变，专门研究被称为蛋白质结构域的蛋白质亚组分中的突变。

解读蛋白结构域

Pyruvate kinase protein domains

丙酮酸激酶

蛋白质的结构域是蛋白质中具有特异结构和独立功能的区域，构成同一个蛋白质的每个结构域都有其特殊的功能。但即使是被不同基因编码且生理作用完全不同的蛋白质，也可以共享共同的结构域。

研究团队利用关于蛋白质结构域功能和结构的现有知识，来确定结构域中致癌突变很可能发生的具体区域。他们的研究工作利用了以前基因研究产生的大量数据，正如研究的作者所写道的：“我们利用了结构基因组学几十年的重要发现。”

换句话说，该团队不是专注于特定基因的单个区域的突变，而是集中在跨越蛋白质家族的类似区域发生的突变。

总之，他们从The Cancer Genome Atlas收集了5848例患者的体细胞变异数据，其中包括20种不同类型的癌症。

使用这种创新的方法，团队发现了数千种罕见的肿瘤突变，这些突变发生在与其他肿瘤其他蛋白质中发现的突变相同的结构域位置，这意味着它们参与癌症的发生。

文章的作者Maricel Kann 说：“可能只有两名患者在特定蛋白质中发生突变，但当你发现患者其他蛋白质突变与该突变位置完全相同时，你就会意识到调查这两种突变的重要性。”

作者将这些可能包含致癌突变的蛋白质结构域称为“癌巢”，了解更多关于癌巢的信息可能最终会改善癌症的治疗，正如Kann解释的那样：“因为这么多蛋白质的结构域是相同的，所以相同的一个治疗方式治疗各种各样突变蛋白质引起的癌症就成为了可能。”

虽然这项研究只是新研究方向的第一步，但从长远来看，这是改善癌症治疗非常重要的一步。从不同的角度研究癌症的遗传基础给其他研究人员提供了解决问题的新方向。

作者总结到：“确定哪些变体对于肿瘤发生最重要将有助于阐明驱动肿瘤进展的机制，并且可以最终为在结构和功能水平上显示相似变异的基因家族提供一系列新的药物靶点。

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