編輯推薦：瑞士洛桑聯邦理工學院（EPFL）和洛桑大學（UNIL）的研究人員發現了一種癌症發展的新方式：全基因組加倍(WGD)改變了DNA在3D空間中的組織方式，導致致癌基因的激活，從而驅動癌症的生長。
一個細胞含有2-3米長的DNA，這意味著儲存DNA的唯一方法是將其包裹成緊密的線圈。解決方案就是染色質，這是一種包裹在組蛋白蛋白質周圍的DNA複合物。在3D空間中，這個複合體逐漸摺疊成一個由環、域和隔室組成的多層組織，這構成了我們所知道的染色體。染色質的組織與基因表達和細胞的正常功能密切相關，因此染色質結構中的任何問題都可能產生有害的影響，比如癌症的發展。
所有人類癌症中約有30%的一個常見事件是「全基因組加倍」(whole genome doubling，WGD)，即一個細胞中的整套染色體被複製。WGD導致細胞內的基因組不穩定，這可能導致染色體改變和其他有助於癌症發展的突變。
現在，由EPFL的Elisa Oricchio和UNIL的Giovanni Ciriello領導的一組研究人員發現了WGD如何導致癌症的新線索。在《自然》雜誌上發表的一項研究中，科學家們表明，WGD可以通過一種被稱為「染色質分離缺失（loss of chromatin segregation）」的現象影響細胞內染色質的3D組織。
研究人員觀察了缺乏腫瘤抑制基因p53的細胞，這些細胞容易發生WGD。他們發現WGD導致染色質結構元素(如環、結構域和隔室)的分離減少，從而顛覆了其在細胞中的精心組織。
這樣的結果是，通常保持分離的遺傳物質混合在一起，改變了基因組區域在3D空間中的位置，被稱為「子室重新定位（sub-compartment repositioning）」。這為致癌基因的激活奠定了基礎，致癌基因是導致癌症發展的基因。
研究人員還發現，WGD對染色質組織的影響在很大程度上與染色體改變無關，這意味著染色質分離的喪失和染色體不穩定是相互補充的機制，它們共同促進了癌症的發展。
這項工作為研究WGD和染色質組織在癌症發展中的作用提供了一種新的方法。在未來，高度復用的單細胞分子圖譜，結合條形碼技術和新的計算方法，可能有助於進一步揭示染色質3D結構的紊亂在將健康細胞轉變為癌變細胞的過程中所起的作用。
來源：AAAS
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