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癌症与突变

浏览量:965 次 发布时间:2018-11-10 14:10 编辑: 来源:

人为什么会得癌症?罪魁祸首是基因突变——DNA 序列发生改变,导致基因不能正常工作。

那么基因突变是难以避免的吗?

回答是“Yes”!

无论是 DNA 复制发生错误或是受到物理化学攻击,都会导致突变。有的突变是在生殖细胞中发生的,可以通过精子或者卵子直接传递给后代,是可遗传性的突变。血友病、色盲症、糖尿病、高血压等遗传疾病都是由这种类型的突变引起的。而有的突变是在生命中某个时间、某个体细胞中发生的,被称为体细胞突变。体细胞突变比遗传突变更普遍,而癌症的发生大多体细胞的突变密切相关。

癌症会遗传吗?癌症细胞来源于正常体细胞,有的癌症如甲状腺癌、睾丸癌、间皮瘤,只需要重要功能基因上的一个特定的体细胞突变就可能引发癌症,真可谓“一念成佛,一念成魔”;而有的癌症如黑色素瘤、子宫内膜癌、结直肠癌,一般需要多达10次体细胞突变才能引发癌症。很多癌症的体细胞突变是受到了外界环境的影响。例如长时间的紫外照射是导致皮肤癌形成的罪魁祸首;吸烟是肺癌产生的最主要原因之一,85%的肺癌是由吸烟所致,二手烟也可以显著增加罹患肺癌的风险;酗酒、肥胖、空气污染等都是导致癌症的危险因素。由于导致这些癌症的体细胞突变不会被传递给后代,所以它们不是典型的遗传病。

然而,癌症的发生有时也会受到遗传因素的影响。据统计,大约有5%到10%的癌症是“可遗传的”,一个家族的成员可能频发某种类型的癌症。其中,大名鼎鼎的引起遗传性乳腺癌高风险的就是抑癌基因 BRCA1 和 BRCA2。著名好莱坞影星安吉丽娜·朱莉由于遗传了母亲带有缺陷的 BRCA1 基因被预测有87%的几率患上乳腺癌,50%的几率患上子宫癌。因此,2013年37岁的朱莉接受了双乳乳腺切除及乳房再造手术。

虽然基因突变不是癌症发生的充分条件,但它是癌症形成的根源。如果没有突变,则“巧妇难为无米之炊”。如果能够充分理解基因突变的形成过程,找到影响突变发生的因素,将为阐明肿瘤或癌症的形成机理提供更加详细的理论基础。

今年9月,Genome Biology 杂志报道了来自中国科学院遗传发育生物学研究所钱文峰研究组、中山大学贺雄雷研究组以及 Pompeu Fabra University 的Lucas B. Carey 教授的研究成果。他们鉴定出一种新的可调控局部突变率的顺式作用因子——“DNA 固有曲率”(由于相邻碱基对的相互作用导致的 DNA 轴向发生偏离的程度)。他们首先通过在酿酒酵母中的研究发现,当 DNA 固有曲率降低10%时,突变率可以上升70%。同时通过分析来自冰岛1548个三人家庭(父亲、母亲和孩子)的10万多个新生突变,他们发现人类生殖细胞中的突变也倾向发生在 DNA 固有曲率较小的区域。他们认为,DNA 固有曲率可以通过促进 DNA 序列蛋白质结合避免 DNA 暴露于环境诱变中,从而降低突变率。

他们通过对癌症和肿瘤基因图谱(The Cancer Genome Atlas,TCGA)中26种癌症和肿瘤类型1万多个样品的单核苷酸变异数据进行分析,发现所有的癌症和肿瘤类型中发生的突变均显著富集在 DNA 固有曲率较小的区域。他们分析了所有癌症及肿瘤类型共有的诱变导致的 C 到 T 突变,发现 DNA 固有曲率可以特异性地抑制这种类型的突变

科研人员在分析芳香类化合物导致的 C 到 A 突变时发现,吸烟者中肺癌中 C 到 A 的突变率随着 DNA 固有曲率的下降升高了50%,这解释了为什么基因组上的一些序列更容易受到吸烟的影响。

该研究结果不仅为理解 DNA 突变的决定因素建立了新的理论框架,更为癌症或肿瘤的形成机理提供了独特的见解。

来源:中国科学院遗传发育生物学研究所

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