科學家發現新型超突變:一種酶劫持正常DNA修復過程產生突變霧 幫助...

2020-11-27 前瞻網

科學家發現新型超突變：一種酶劫持正常DNA修復過程產生突變霧 幫助癌症進化

 Emma Chou • 2020-08-05 14:20:57　來源：前瞻網　E2347G0

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超突變是一種不尋常的現象，它可以同時導致許多「鄰居」的突變，嚴重損害我們的遺傳物質，並可能導致癌症。最著名的局部超突變類型稱為突變陣雨或雷暴，這種情況很少見，它會導致在一個小區域內積累許多突變，例如單個基因。

來自巴塞隆納IRB基因組數據科學實驗室的研究人員，由ICREA研究員Fran Supek領導，發現了一種名為「突變霧」的新型超突變，它可以在每個細胞中產生數百個突變。這些突變廣泛分布，但在基因組中最重要的基因所在區域(所謂的常染色質)積累。這些突變四處傳播的事實解釋了為什麼它們直到現在都沒有被發現。

令人驚訝的是，科學家們還發現，新發現的超突變類型與正常的DNA修復過程有關。當細胞感覺到DNA不匹配時，它們會進行DNA修復反應，以保存遺傳信息。值得注意的是，這種反應可以與APOBEC酶結合。APOBEC酶通常被人類細胞用來抵禦病毒，在抗擊肝炎和愛滋病毒中發揮重要作用。基因組數據科學實驗室的工作表明，在某些情況下，當APOBEC酶和DNA修復過程同時活躍時，APOBEC會劫持DNA修復過程，產生突變霧。

Fran Supek解釋說:「我們認為，這種APOBEC驅動的突變霧具有與眾所周知的強致癌物相匹配甚至更強的誘變潛力，如菸草煙霧或紫外線輻射。」其他研究小組最近的工作表明，這一過程在晚期轉移性癌症中似乎更為活躍:它幫助癌症進化，使其能夠抵抗藥物和輻射。Supek補充說:「這一發現使APOBEC成為治療癌症的一個有吸引力的靶點，它消除了其進化和變得更有攻擊性的能力。」 

一些肺癌和乳腺癌一半突變的來源

一項對6000多個人類癌症基因組(包括肺腫瘤、乳腺腫瘤和黑色素瘤等)的全面分析發現，突變霧是一種常見現象。「在一些肺癌或乳腺癌中，超過一半的APOBEC突變是由我們發現的超突變機制產生的。」該研究的第一作者、基因組數據實驗室的博士生David Mas-Ponte說。

某些類型的癌症，如宮頸癌或一些頭頸部癌症，已知是由病毒引起的。然而，本研究發現該APOBEC系統不僅在這些腫瘤中，也在目前未知的與病毒相關的癌症中發現了突變。進一步的研究應該闡明是什麼觸發了APOBEC系統。更好地理解APOBEC可能對癌症治療有廣泛的影響。」 Mas-Ponte補充說。

HyperClust統計方法

Mas-Ponte和Supek設計了一種名為HyperClust的統計方法，它可以快速分析大量的人類基因組數據，以發現可能導致同時突變的不尋常的突變過程，比如突變霧。這篇發表在《自然遺傳學》雜誌上的文章描述了這種統計方法，它也可以作為Github知識庫中的開源軟體使用。

翻譯/前瞻經濟學人APP資訊組

原文來源：

https://medicalxpress.com/news/2020-08-scientists-dna-major-source-mutations.html

https://www.nature.com/articles/s41588-020-0674-6

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