纽约——新的研究表明，非编码调控序列可以与癌症中的染色体外癌基因共同扩增，产生具有改变连接的环状结构，可能被选择来促进这些肿瘤细胞的增殖。
“总的来说，我们的研究结果揭示了规范驱动事件中另一层调控复杂性，这可能为迄今为止被认为无药可治的关键致癌基因的靶向破坏提供了途径，”凯斯西储大学医学院遗传学和基因组科学系的研究员、高级通信作者Peter Scacheri和他的合著者写道。
当他们报道今天在网上细胞Scacheri和他的同事们从一种计算策略开始寻找胶质母细胞瘤(GBM)中致癌基因调控序列的共扩增，使用靶向测序、基于crispr的筛选和其他方法来更仔细地观察含有egfr的扩增。他们发现，EGFR倾向于与神经系统组织中活跃的一对增强子元素一起被放大，而神经系统组织正是癌症的来源。
但这些内源性增强子并不是唯一能够进入环状染色体外序列的调控序列，研究团队发现:在随后基于crispr - cas9的筛选中，EGFR扩增子中还出现了其他与健康相关的调控元素。
“以EGFR为例，”作者解释说，“我们发现在环状染色体外DNA上扩增的致癌基因选择了现有的和新的促进癌症生长的调控相互作用。”
利用先前研究的线索，研究人员推断，调控特征和基因组组织的变化可能有助于致癌基因DNA扩增的致癌影响。
“[A]扩增总是在[癌基因]体之外附加序列，”作者解释说，“但尚不清楚这些附加序列是功能性的还是只是乘客。”
例如，在他们的计算分析指出174例EGFR扩增的GBM病例的扩增子中EGFR上游序列的过度表达后，研究人员对H3K27ac组蛋白标记进行染色质免疫沉淀法测序(ChIP-seq)，以分析致癌基因上游的活性调控元件，发现明显的EGFR增强子。
该团队继续表明，这种增强子可以影响来自染色体外扩增子的EGFR表达，使用基于crispr的干扰筛选聚焦于一个GBM细胞系中两个潜在的增强子位点，并证明了来自GBM的EGFR扩增子中的增强子模式与表观基因组学联盟路线图所描绘的神经系统组织的特征相同。
在研究人员对九种EGFR扩增细胞培养物的ChIP-seq分析中，两种内源性增强子似乎特别容易与EGFR共扩增，而它们的荧光原位杂交、ChIP-seq和其他数据证实，至少部分GBM细胞系在环状的染色体外DNA片段上携带EGFR扩增形式。
通过一系列后续实验，包括ChIP-seq、圆形染色体构象捕获测序(4C-seq)和额外的CRISPR筛选，该团队在扩增和未扩增的GBM形式中检测了EGFR致癌基因的三维相互作用以及对肿瘤细胞活力的影响——分析强调了内源性和重连接增强子在扩增的EGFR“肿瘤位点”的癌症适应性中的作用。
研究小组报告说，这类事件并不局限于GBM，根据额外的实验和分析，类似的癌基因共扩增似乎发生在乳腺癌、成神经管细胞瘤和其他癌症类型中。
作者报告说:“我们发现邻近的非编码区域含有增强子，与致癌基因共同扩增，并保持线性染色体上的物理接触。”“然而，这些扩增子的圆形可能导致新的调控元件的合并，并改变与致癌基因的拓扑连接。”