Эпигенетический сайленсинг генов при раке: результаты исследований
Резюме главных результатов исследований по осмыслению эпигенетического сайленсинга генов при раке.
Мы узнали довольно много относительно молекулярных событий, которые лежат в основе появления метилированной ДНК промотора, а также генного сайленсинга в процессе развития опухоли, но едва ли не больше явлений еще требует прояснения. В табл. 24.5 суммированы как минимум некоторые наиболее важные вопросы, которые должны быть решены в будущих исследованиях.
Во-первых, должны быть прояснены молекулярные события, определяющие одновременное появление общего гипометилирования ДНК и более локализованное гиперметилирование ДНК промотора. Эти перекрывающиеся состояния предполагают масштабные ошибки в нацеливании хроматина (mis-таргетинг) в раковых клетках. Этиология этого явления должна послужить разъяснению того, как клетки млекопитающих укладывают свои геномы для создания соответствующих паттернов генной экспрессии и для поддержания целостности хромосом.
Во-вторых, необходимо обрисовать детерминанты границ хроматина вокруг промоторов индивидуальных генов и их корреляцию как с нормальным, так и с аномальным состоянием транскрипции. Сами ли белки-инсуляторы, вовлеченные в защиту активных в норме генов от вторжения транскрипционно-репрессивного хроматина, и(или) модификации гистонов, устанавливают границы? Как могли бы эти детерминанты границ изменяться в процессе развития опухоли?
В-третьих, каков порядок событий для появления аномального генного сайленсинга в раковых клетках? Требуется ли начальная даун-регуляция транскрипции гена? Предшествуют ли таргетному метилированию ДНК ключевые модификации хроматина, в том числе деацетилирование и метилирование гистоновых аминокислот и рекрутирование ферментов, которые служат связующим звеном в этом процессе (см. главу " Модификации хроматина и механизм их действия ")? Если да, то каковы молекулярные взаимодействия, лежащие в основе такого таргетинга, и какую роль играют ключевые комплексы сайленсинга (такие как белки группы Polycomb, см. главу " Транскрипционный сайленсинг, осуществляемый белками группы Polycomb "), важные для нормальных и раковых стволовых клеток.
В-четвертых, какие именно DNMT требуются для инициации и поддержания аномального метилирования ДНК промотора при раке, и как они взаимодействуют? Какой из компонентов хроматина, описанных выше, может взаимодействовать с этими ферментами и направлять их?
Наконец, если аномальный генный сайленсинг уже установился при раке, какова точная иерархия молекулярных этапов, которые поддерживают его? Этот последний вопрос является не только ключевым фундаментальным вопросом, но и центральным в плане использования в медицине (что будет обсуждено далее) для реверсии аномального генного сайленсинга при профилактике и лечении рака.
