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Cell重要论文:绘制前列腺癌的遗传全景图

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导读
人们通常认为,癌症是在基因随时间逐步突变,最终压倒细胞的生长控制能力之后形成的。然而,近日一个国际研究小组在对前列腺癌基因组进行更深入的研究之后,揭示出实际上遗传突变呈突然地周期性地爆发,引起复杂的、大规模的DNA重组,驱动了前列腺癌的形成。这项研究工作发表在4月25日的《细胞》(Cell)杂志上。 由Weill Cornell医学院、B...



人们通常认为,癌症是在基因随时间逐步突变,最终压倒细胞的生长控制能力之后形成的。然而,近日一个国际研究小组在对前列腺癌基因组进行更深入的研究之后,揭示出实际上遗传突变呈突然地周期性地爆发,引起复杂的、大规模的DNA重组,驱动了前列腺癌的形成。这项研究工作发表在4月25日的《细胞》(Cell)杂志上。

由Weill Cornell医学院、Broad研究所、Dana-Farber癌症研究所和意大利特伦托大学的研究人员组成的这一研究小组,将这一过程称之为“间断性癌症演化”( punctuated cancer evolution)。人类进化理论认为物种变化呈突然间断性发生,新发现与这一理论非常相似。

多年来,这些研究人员一直在展开合作探究和绘制前列腺癌基因组图谱。他们相信,结构性基因组改变是前列腺癌形成和发展的关键,他们一直采用方法来模拟这些改变,区分这些变异的意义。

在这项研究中,他们对57个前列腺癌基因组以及匹配正常组织的完整基因组进行了测序,揭示出在前列腺癌中有惊人数量的遗传变异:356,136个碱基对突变,5,596个重排。在这些重排中,有113个通过重新测序和其他方法进行了验证。

共同首席研究员、Broad研究所和Dana-Farber癌症研究所的Levi Garraway博士说:“我们看到了大规模的染色体重排,我们从未看到过这种规模的突变。我们的研究团队随后绘制出了看起来对前腺癌起驱动作用的致癌事件的途径图。”

Garraway博士以及他的合作者们对癌症形成和进展过程中遗传改变累积的情况进行了追踪。他们利用先进的计算机技术,确定了这种遗传重排呈周期性爆发。

Garraway 博士说:“我们第一次绘制出了前列腺癌随着时间改变的遗传全景(genetic landscape)。我们发现的这种复杂的基因组重组,以离散的时间发生在肿瘤形成过程中,这是一种独特的重要的癌变模型,有可能与其他的肿瘤类型也具有相关性。”

“这种染色体重排可能协调性地影响了特异的基因,为癌症生长提供了一种选择优势,”Garraway博士说。

在发现DNA异常以高度相互独立的方式出现的机制之后,研究人员将癌细胞中这些促成复杂基因组的周期性破坏命名为重组“chromoplexy”。

“我们相信chromoplexy发生于大多数前列腺癌中,这些DNA重组事件似乎同时导致了帮助对抗癌症的基因失活,”共同首席研究员、Weill Cornell医学院Mark Rubin博士说:“了解随着时间推移癌症基因组中到底发生了什么,有可能促成更准确的疾病诊断,有望未来开发出更有效的治疗。我们的研究发现代表了一种新的方式,思考癌症基因组学,前列腺癌以及其他癌症的治疗。

原文链接:


Punctuated Evolution of Prostate Cancer Genomes

The analysis of exonic DNA from prostate cancers has identified recurrently mutated genes, but the spectrum of genome-wide alterations has not been profiled extensively in this disease. We sequenced the genomes of 57 prostate tumors and matched normal tissues to characterize somatic alterations and to study how they accumulate during oncogenesis and progression. By modeling the genesis of genomic rearrangements, we identified abundant DNA translocations and deletions that arise in a highly interdependent manner. This phenomenon, which we term chromoplexy, frequently accounts for the dysregulation of prostate cancer genes and appears to disrupt。

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来源:生物通
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