Кольцевые ДНК удержались на митотических «закладках» хромосом раковых клеток

Международная группа учёных выявила генетические элементы, которые позволяют кольцевым молекулам ДНК с онкогенами связываться с обычными хромосомами. Это даёт им возможность перемещаться в новые клетки во время деления. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature. Ранее было известно, что внехромосомные кольцевые молекулы ДНК, не имеющие центромер и часто содержащие онкогены, играют важную роль в развитии рака, способствуют устойчивости опухолей к лекарствам и связаны с неблагоприятным прогнозом для пациентов. Однако оставалось неясным, как эти молекулы ведут себя во время клеточного деления. Предполагалось, что они могут прикрепляться к обычным хромосомам и перемещаться вместе с ними в ходе митоза, подобно некоторым вирусам. Венкат Санкар из Стенфорда и его коллеги обнаружили на внехромосомных ДНК участки, которые позволяют им «прикрепляться» к обычным хромосомам. Для этого они создали набор плазмид со случайными вставками из генома человека и ввели их в различные клеточные линии. После размножения клеток учёные выделили плазмиды, способные «путешествовать» с хромосомами. Затем они проанализировали содержимое вставок и выделили 14 353 генетических элемента, которые теоретически позволили плазмидам закрепиться в клетках. Исследование показало, что содержание CpG-богатого активного хроматина в этих вставках выше ожидаемого, а уровень метилирования, наоборот, ниже. Анализ хроматина в митотических клетках продемонстрировал, что при делении эти элементы взаимодействуют с хромосомной ДНК в определённых «местах закладок», которые клетка использует для пометки активных генов перед делением. Чтобы проверить возможность блокировки перемещения кольцевых ДНК в новые клетки, исследователи изменили профиль метилирования найденных элементов. Это оказалось эффективным: визуальный анализ показал, что при делении кольцевые ДНК меньше ассоциировались с хромосомами и, вероятно, оставались в цитоплазме, попадая в эксклюсому — недавно открытую органеллу, где клетка обезвреживает ДНК. В другой научной работе китайские исследователи провели сбор образцов в городских парках и обнаружили, что в сигаретных окурках уровень генов, отвечающих за устойчивость к антибиотикам, и потенциальных патогенов значительно выше, чем в растительном мусоре и почве. Результаты исследования опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.