Các nhà khoa học khám phá ra rằng các đoạn nhiễm sắc thể bị vỡ vụn được nối lại với nhau trong quá trình phân chia tế bào trước khi được sắp xếp lại; phá hủy dây buộc có thể giúp ngăn ngừa đột biến ung thư.
Các tế bào khỏe mạnh làm việc chăm chỉ để duy trì tính toàn vẹn của DNA của chúng ta, nhưng đôi khi, một nhiễm sắc thể có thể tách khỏi các nhiễm sắc thể khác và vỡ ra trong quá trình phân chia tế bào. Các đoạn DNA nhỏ sau đó được tập hợp lại theo thứ tự ngẫu nhiên trong tế bào mới, đôi khi tạo ra các đột biến gen gây ung thư.
Sự phá vỡ và sắp xếp lại nhiễm sắc thể này được gọi là "nhiễm sắc thể" và xảy ra ở phần lớn bệnh ung thư ở người, đặc biệt là ung thư xương, não và mô mỡ. Chromothripsis lần đầu tiên được mô tả chỉ hơn một thập kỷ trước, nhưng các nhà khoa học không hiểu làm thế nào các đoạn DNA trôi nổi có thể được ghép lại với nhau.
Trong một nghiên cứu được công bố vào ngày 14 tháng 6 năm 2023 trên tạp chí Nature , các nhà nghiên cứu tại Đại học California San Diego đã trả lời câu hỏi này, đồng thời phát hiện ra rằng các đoạn DNA bị vỡ thực sự được buộc lại với nhau. Điều này cho phép chúng di chuyển như một trong quá trình phân chia tế bào và được bao bọc lại bởi một trong các tế bào con mới, nơi chúng được tập hợp lại theo một trật tự khác.
Tác giả nghiên cứu cấp cao Don W. Cleveland, Tiến sĩ, Giáo sư xuất sắc và chủ tịch Khoa Y học Tế bào và Phân tử tại Đại học Y khoa Quốc tế Hoa Kỳ cho biết: “Nó tương tự như kính chắn gió ô tô bị đập vỡ, trong đó kính an toàn được thiết kế để giữ tất cả các mảnh vỡ ở nguyên vị trí”. Trường Y khoa UC San Diego. "Những gì chúng tôi đã làm ở đây là tìm thấy kính an toàn và xác định một số thành phần cốt lõi của nó, mà giờ đây chúng tôi có thể khám phá thành mục tiêu điều trị."
Khi các nhiễm sắc thể bị phá vỡ và tự sắp xếp lại, điều này có thể khởi phát hoặc làm trầm trọng thêm bệnh ung thư theo nhiều cách. Ví dụ, nếu một gen ức chế khối u bị phá vỡ trong quá trình này, tế bào sẽ trở nên dễ bị hình thành khối u hơn. Trong các trường hợp khác, các gen thường không ở gần nhau trên nhiễm sắc thể đột nhiên có thể được nối lại với nhau để tạo ra một protein tổng hợp gây ung thư mới. Trong quá trình nhiễm sắc thể, nhiều thay đổi như vậy xảy ra đồng thời, thay vì dần dần, do đó đẩy nhanh quá trình phát triển ung thư hoặc khả năng kháng trị liệu của nó.
(adv)
Giờ đây, khi các nhà nghiên cứu đã xác định được một bước đầu tiên trong quá trình này -- sự gắn kết các đoạn DNA bị vỡ -- họ tự hỏi liệu họ có thể ngăn chặn nó hay không. Bằng cách phá hủy dây buộc, chúng có thể ngăn không cho các nhiễm sắc thể được sắp xếp lại hình thành, do đó làm giảm số lượng tế bào có khả năng mang đột biến ung thư.
Để làm điều này, nghiên cứu sinh sau tiến sĩ và là tác giả đầu tiên của nghiên cứu, Tiến sĩ Prasad Trivedi, đã thiết kế một phiên bản sửa đổi của một trong các protein dây buộc để ông có thể tạo ra sự phá hủy nó theo yêu cầu. Khi anh ta làm như vậy, dây buộc tan rã, các đoạn DNA không tụ lại và các tế bào thu được cho thấy khả năng sống sót giảm đi.
Các tác giả gợi ý rằng các protein trong phức hợp dây buộc này, đặc biệt là chất ức chế tế bào PP2A (CIP2A), hiện có thể là mục tiêu điều trị hấp dẫn cho các khối u không ổn định về nhiễm sắc thể.
Cleveland cho biết: “Quá trình chăm sóc và sửa chữa nhiễm sắc thể góp phần gây ung thư theo nhiều cách, vì vậy chúng ta càng hiểu rõ cách thức hoạt động của nó thì chúng ta càng có thể tinh chỉnh nó để điều trị ung thư tốt hơn”.
Các đồng tác giả của nghiên cứu bao gồm: Christopher D. Steele, Franco KC Au và Ludmil B. Alexandrov, tất cả đều ở UC San Diego.
Nguồn Đại học California - San Diego
