Geenisakset apuna syöpätutkimuksessa: syöpägeenin sitoutumispaikkojen poistaminen voi hidastaa syöpäsolujen kasvua

Helsingin yliopiston tutkimuksessa on saatu uutta tietoa siitä, mitkä tekijät säätelevät syöpäsolujen kasvua. Tutkijat selvittivät erityisesti MYC-nimisen syöpägeenin vaikutusta solujen kasvuun. MYC-geenin tiedetään lisäävän muiden solujen kasvulle tärkeiden geenien luentaa ja toimivan yliaktiivisesti useammassa kuin joka toisessa ihmisen syövässä. MYC-proteiinin rakenne ei sovellu hyvin lääkkeiden kohteeksi, minkä vuoksi MYC:in toiminnan estämiseksi ei ole tällä hetkellä saatavilla lääkkeitä.

Vaihtoehtoisesti MYC-aktiivisuutta voitaisiin salvata myös estämällä MYC:in kohdegeenien toimintaa. Tuoreessa tutkimuksessaan Helsingin yliopiston ja Suomen Akatemian kasvaingenetiikan tutkimuksen huippuyksikön tutkijat tunnistivat MYC:in kohdegeenejä, jotka ovat vastuussa sen kasvua edistävistä vaikutuksista.

– Terveessä kudoksessa solujen kasvua ja jakautumista säädellään tarkasti. Syövän kehittyessä solut löytävät keinoja kiertää kasvua jarruttavia säätelymekanismeja ja syöpäsolut voivat siten jakautua rajoittamattomasti, vanhempi tutkija Päivi Pihlajamaa kertoo.

Tutkimuksessaan tutkijat tunnistivat MYC-syöpägeenin sitoutumispaikkoja sen kohdegeenien säätelyalueilla ja osoittivat, että näiden sitoutumispaikkojen poistaminen DNA:sta hidasti solujen kasvua. Tutkimuksen tulokset on julkaistu vastikään Nature Biotechnology -tiedelehdessä.

– Tutkimuksemme osoittaa, että hyvin pienikin muutos solun DNA:ssa, kuten yksittäisen geenin säätelyelementin muokkaaminen, voi vaikuttaa merkittävästi solunjakautumisen nopeuteen, Pihlajamaa vahvistaa.

Tutkimuksen löydökset voivat aikanaan auttaa mahdollisesti monia syöpäpotilaita.

– Kun ymmärrys syöpäsolun kasvua säätelevistä mekanismeista lisääntyy, voimme löytää geenejä, joiden toimintaa olisi mahdollista estää lääkkeillä, Pihlajamaa sanoo.

Uusi menetelmä tukee jatkotutkimusta

Tutkimuksen keskeistä antia on uusi menetelmä, jonka tutkijat kehittivät. Sen avulla pienten DNA-jaksojen vaikutusta solujen kasvuun voidaan mitata tarkasti ja luotettavasti.

– Menetelmä on erityisen hyödyllinen jatkotutkimuksia ajatellen. Se mahdollistaa monien erilaisten pienten mutaatioiden vaikutusten tutkimisen solujen kasvuun ja muihin ominaisuuksiin, tutkimusryhmän vetäjä, professori Jussi Taipale selittää.

Menetelmä perustuu CRISPR/Cas9-systeemiin, eli niin sanottuihin geenisaksiin, joista on tullut biolääketieteellisen tutkimuksen tärkeä työkalu. Geenisakset ovat saaneet paljon huomiota, koska niiden avulla solujen genomin muokkaaminen on mahdollista tarkasti ja tehokkaasti.

Genomin muokkaaminen vaikuttaa kuitenkin jo itsessään solujen kasvuun. Siksi tutkimuksessa on tärkeää voida kontrolloida sitä, mitkä vaikutukset johtuvat tutkittavasta mutaatiosta ja mitkä pelkästä genominmuokkausprosessista.

– Juuri tähän kehittämämme menetelmä tuo ratkaisun, koska tutkimusasetelmassa verrataan vain genominmuokkauksen läpikäyneitä soluja toisiinsa ja sellaiset solut, joiden genomi on jäänyt koskemattomaksi, poistetaan analyysistä, Taipale tarkentaa.

– Menetelmän avulla voidaan tulevaisuudessa saada runsaasti hyödyllistä tietoa solujen kasvua säätelevistä prosesseista, Taipale toteaa.

Alkuperäinen artikkeli: Pihlajamaa P, Kauko O, Sahu B, Kivioja T, Taipale J. A competitive precision CRISPR method to identify the fitness effects of transcription factor binding sites. Nature Biotechnology, 2022. DOI: 10.1038/s41587-022-01444-6.

Lisätietoja

Päivi Pihlajamaa, vanhempi tutkija, Helsingin yliopisto
Puh. 044 704 2626
paivi.pihlajamaa@helsinki.fi

Jussi Taipale, professori, Helsingin yliopisto
Puh. 050 448 6335
jussi.taipale@helsinki.fi

Professori Jussi Taipaleen tutkimusryhmä kuuluu Suomen Akatemian kasvaingenetiikan tutkimuksen huippuyksikköön. Tutustu ryhmän tutkimukseen: https://www2.helsinki.fi/en/researchgroups/medical-systems-biology.