Исследование было недавно опубликовано в Genome Research. Фенг, доцент кафедры биохимии и молекулярной биологии в северных регионах штата, присоединился к исследованию Элизабет А. Хоффман, Эндрю МакКалли, Брайана Хаарера, доктора философии, и Ремигиуша Арнака, доктора философии.Хрупкие участки хромосом — это участки двухцепочечных разрывов ДНК на хромосомах человека. Фэн говорит, что механизм, который вызывает появление этих сайтов, на сегодняшний день неуловим.
Она добавляет, что также неясно, почему разные паттерны этих участков наблюдаются в разных типах клеток и при разных лекарствах.Она и ее команда разработали метод Break-seq, чтобы проверить свою гипотезу о том, что уязвимые участки хромосом являются результатом столкновений между нестабильной репликацией ДНК, вызванной лекарствами, и несвоевременной транскрипцией генов.
Это явление может привести к поломке генома человека, а когда разрыв затрагивает важные гены, такие как супрессоры опухоли, это может привести к развитию рака. Break-seq сочетает в себе существующую систему маркировки двухцепочечных разрывов, которую исследователи использовали в более раннем исследовании, с секвенированием следующего поколения для картирования разрывов хромосом с улучшенной чувствительностью и разрешением.
«Используя противораковое лекарство и ингибитор репликации, гидроксимочевину, в модельном организме Saccharomyces cerevisiae, мы обнаружили, что двухцепочечные разрывы преимущественно происходят в генах, индуцированных гидроксимочевиной», — сказал Фен. «Это дало нам доказательства того, что, хотя противораковые препараты эффективны в предотвращении репликации опухолевых клеток, они также могут одновременно изменять экспрессию генов, поскольку они ингибируют репликацию ДНК, явление, которое широко не исследовалось», — сказала она.Фэн сказал, что паттерны разрыва в различных подмножествах генов, индуцированных гидроксимочевиной, также наблюдались в клетках дикого типа и мутантных клетках с дефицитом контрольных точек с нестабильными репликационными вилками. «Это связано с тем, что, хотя оба типа клеток демонстрируют экспрессию генов, индуцированную гидроксимочевиной, столкновение с репликацией происходит по-разному, потому что вилки репликации в этих клетках прогрессировали в разной степени», — сказал Фенг.
Она и ее коллеги предполагают, что другие ингибиторы репликации для борьбы с раком также будут создавать уникальные профили двухцепочечных разрывов, поскольку паттерны экспрессии генов будут определять места конфликтов репликации и транскрипции.«В настоящее время мы исследуем образование хрупких участков хромосом в различных линиях клеток человека, включая хронический миелоидный лейкоз и хрупкие Х-клетки», — сказал Фэн. «Наша работа поможет нам понять основные механизмы и этиологию этих изнурительных заболеваний человека».