Hallmark 암 유전자는 RNA '암흑 물질'을 조절합니다

Hallmark 암 유전자는 RNA '암흑 물질'을 조절합니다
새로운 발견은 암 조기 발견을 위한 새로운 테스트 개발의 유망한 단계입니다
날짜:
2022년 7월 19일
원천:
캘리포니아 대학교 - 산타 크루즈
요약:
새로운 연구에 따르면 암 초기에 발생하는 주요 유전자 돌연변이가 RNA '암흑 물질'을 변경하고 암 조기 발견을 위해 이전에 알려지지 않은 RNA 바이오마커를 방출하게 합니다.

암 초기에 발생하는 주요 유전적 돌연변이는 RNA "암흑 물질"을 변경하고 암 조기 발견을 위한 이전에 알려지지 않은 RNA 바이오마커의 방출을 유발한다고 UC Santa Cruz 연구원이 Cell Reports 저널에 발표한 새로운 연구에서 보여줍니다.

연구자들은 췌장암, 폐암, 대장암 등 모든 암에서 가장 많이 변이되는 유전자 중 하나인 KRAS 유전자의 변이가 미치는 영향을 조사했다. KRAS는 암 형성으로 이어지는 초기 "드라이버" 돌연변이로 생각되어 초기 단계에서 암을 이해하고 감지하는 데 필수적입니다.

이 연구에서 김다니엘 생물분자공학과 조교수의 연구실은 인간 게놈의 30억 염기쌍 중 75%에서 생성되는 RNA "암흑 물질"에 미치는 영향을 확인하기 위해 폐암의 KRAS 돌연변이에 초점을 맞추었습니다. 암 조기 발견을 위한 새로운 RNA 바이오마커 발굴

미국 UC 산타크루즈 유전체연구소 줄기세포생물학연구소 소속 김 교수는 “암에 걸렸다는 것을 빨리 발견할수록 치료와 수술을 통해 생존할 가능성이 높아진다”고 말했다. RNA의 분자 생물학 및 암 조기 발견을 위한 스탠포드 카나리아 센터의 준회원입니다. "전 세계적으로 매년 수백만 명의 사람들이 암으로 사망하고 있으며, 암이 신체의 다른 부위로 퍼지기 전에 암을 조기에 발견할 수 있는 매우 민감하고 구체적인 진단 테스트를 개발할 필요가 시급합니다."

Kim의 연구실은 KRAS 유전자가 세포에서 생성되는 모든 RNA인 전사체를 어떻게 조절하는지 연구합니다. RNA의 가장 일반적으로 인식되는 기능은 DNA에 암호화된 유전 정보를 가져와 이를 단백질로 변환하는 "메신저"이지만, 최근 유전체학의 발전으로 대다수의 RNA가 비암호화이고 단백질을 만들지 않는다는 것이 밝혀졌습니다. Kim의 연구실은 이 정보를 사용하여 암 형성을 더 잘 이해하고 암 조기 발견을 위한 새로운 바이오마커를 식별하는 것을 목표로 이 비암호화 RNA 연구에 중점을 둡니다.

이 연구에서 Kim lab Ph.D. 생체 분자 공학 후보와 국립 보건원(National Institutes of Health) F99/K00 동료 로만 레지아르도(Roman Reggiardo)의 연구진은 폐암의 KRAS 돌연변이가 인터페론 자극 유전자도 활성화한다는 사실을 발견했는데, 이는 많은 암에서 볼 수 있지만 원인은 불분명합니다.

그들은 또한 KRAS의 돌연변이가 KRAB 징크 핑거 유전자라고 불리는 유전자 부류의 침묵을 유발한다는 사실도 확인했습니다. Kim에 따르면 이는 이전에 암의 맥락에서 볼 수 없었던 것입니다. 이러한 유전자가 꺼지면 특정 유형의 비암호화 RNA가 비정상적으로 활성화됩니다. 새로 활성화된 비암호화 RNA의 대부분은 인간 게놈 전체에서 수백만 개에서 발견되는 반복적 요소인 전위 요소에서 파생되며, 그 중 일부는 게놈 주위를 "뛰어넘어" 변경될 가능성이 있습니다.

연구원들은 이러한 전이 요소 RNA가 돌연변이 KRAS 세포 내에서 활성화될 뿐만 아니라 세포 외부로 수송된다는 것을 발견했습니다. RNA가 암세포에서 혈류로 방출되는 것으로 알려져 있다는 점을 감안할 때 이러한 전이 요소 RNA는 RNA 시퀀싱을 통해 혈액에서 검출할 수 있는 암 유발 돌연변이 KRAS의 신호로 작용할 수 있다.

Kim은 이 강력하고 강력한 RNA 시그니처가 초기 단계에서 암을 진단하는 데 매우 유망하다고 믿습니다. 이것은 전통적인 종양 조직 생검에 비해 최소 침습적 접근 방식인 "액체 생검"으로 알려진 혈액 검사로 수행할 수 있습니다.

이 새로 발표된 결과는 연구자들이 돌연변이 KRAS를 비암성 폐 세포에 도입하여 암 상태로 밀어넣는 세포 배양 모델의 사용을 통해 발견되었습니다. 그들은 몇 가지 다른 기술을 사용하여 RNA 시퀀싱을 수행하고 제어 세포에 비해 돌연변이 KRAS를 발현하는 세포에서 어떤 RNA가 더 우세한지를 결정하기 위해 컴퓨터 분석을 수행했습니다.

연구자들은 추가 후성유전체 프로파일링 실험을 수행했는데, 이는 DNA 서열 자체의 변화 없이 유전자가 어떻게 켜지거나 꺼지는지 관찰하는 것입니다. 그들은 또한 세포 외 소포 분리를 수행하여 어떤 RNA가 세포 외 소포에 포장되어 돌연변이 KRAS의 영향을받는 암세포에서 우선적으로 분비되는지 확인했습니다.

이 연구에 기여한 다른 연구실에는 Biomolecular Engineering 부교수 Angela Brooks의 연구실, Utkan Demirci 방사선과 교수의 Stanford 교수, UCSF 의학 교수 Eric Collisson의 연구실, 그리고 David Haussler의 Biomolecular Engineering 교수 연구실의 Jason Fernandes가 있습니다.

제1저자인 Reggiardo는 "우리는 RNA와 암에 대해 다른 방식으로 생각하도록 격려하는 학제간 환경에 있었습니다."라고 말했습니다.

진행 중이고 미래의 연구에서 Kim 연구실은 폐암 환자의 혈액 샘플을 분석하여 새로 확인된 RNA 서명이 이 환자들에게 존재하는지 확인함으로써 새로운 결과를 더욱 확인하는 것을 목표로 합니다. 이것은 국방부의 협력 보조금을 통해 Stanford Canary Center 동료 Utkan Demirci 및 Stanford의 다른 사람들과 함께 수행됩니다. 그들은 폐암의 조기 진단을 위한 바이오마커로서 이러한 RNA 특징을 검출할 수 있는 테스트를 개발하기를 희망합니다.

또한, 본 연구에서 개발된 방법이 다암 조기 발견을 위한 RNA 액체 생검 플랫폼을 개발하기 위한 프레임워크로 사용될 수 있을 것으로 기대합니다.

김 교수는 "이제 우리가 암에서 매우 초기에 발생하는 이 사건의 RNA 신호를 알게 되었기 때문에 암 조기 발견을 위한 새로운 방법을 개발하는 데 도움이 될 것이며, 이는 장래에 많은 사람들의 생명을 구하는 데 도움이 될 것"이라고 말했습니다.