Lähes puolet ihmisen geeniperimästä koostuu transposoneista eli hyppivistä geeneistä. Käytännössä nämä liikkuvat elementit ovat DNA-jaksoja, jotka pystyvät monistumaan ja siirtymään perimässä uusiin paikkoihin. Aiemmin transposoneja on pidetty turhana roska-DNA:na ihmisen perimässä. Sittemmin tutkimukset ovat osoittaneet, että transposonien kyky monistua ja liikkua on mahdollistanut evoluution myötä niiden kehittymisen uusiksi geenien säätelyjaksoiksi etenkin varhaiskehityksen aikana.
Helsingin yliopiston tutkijat selvittivät tutkimuksessaan, miten syöpäsolut voivat kaapata näitä liikkuvia elementtejä kasvainten tehostajiksi. Tutkimustulokset paljastivat uutta tietoa syöpien kehityksestä.
– Tunnistimme tiettyjä transposonityyppejä, jotka aktivoituvat erityisesti maksa- ja paksusuolisyövissä. Nämä DNA-jaksot sisältävät kiinnittymiskohtia tietyille transkriptiotekijöille eli proteiineille, jotka välittävät säätelyjakson aktivoivan vaikutuksen geeneihin. Osoitimme, että nämä tietyt transposonit tehostavat geenien säätelyä syöpäspesifisesti, eli eri syövät ikään kuin kaappaavat erityyppisiä transposoneja omiin säätelytarkoituksiinsa, tutkimuksen ensimmäinen kirjoittaja Konsta Karttunen sanoo.
Tutkimus tuo lisää tietoa transposonien säätelyrooleista syövissä
Aikaisempi tutkimus on jo osoittanut, että transposoneilla on merkittävä rooli geenien säätelyssä esimerkiksi ihmisen alkionkehityksen aikana. Transposoneja on kuitenkin vaikea tutkia, sillä niiden monistumisen vuoksi genomissa on useita lähes identtisiä transposonien DNA-jaksoja. Solut myös pyrkivät aktiivisesti pitämään transposonit hiljaisina ja toimimattomina.
– Hyödynsimme koko genomin laajuista raportoijakoetta, jolla voidaan suoraan tunnistaa aktiivisia geenien säätelyjaksoja. Tätä menetelmää ei aiemmin ole juurikaan käytetty transposonien säätelyroolien tutkimiseen, etenkään syövissä. Tutkimuksemme valottaa säätelyrooleja laajemmin kuin aikaisemmin on ymmärretty, Helsingin yliopiston tutkijatohtori Divyesh Patel kertoo.
Hyppiviä elementtejä voidaan hyödyntää syövän varhaisessa diagnostiikassa
Hyppivien DNA-jaksojen parempi ymmärtäminen voi auttaa hoitojen kehittämisessä eri syöpiin.
– Syövissä aktivoituvia transposoneja voidaan hyödyntää markkereina, jotka auttavat syövän aikaisessa diagnosoinnissa. Lisäksi transposonien aktivaation aiheuttamaa solujen immuunireaktiota voidaan hyödyntää syövän immunologisissa hoidoissa, kertoo Helsingin yliopiston akatemiatutkija ja tutkimuksen tehneen tutkimusryhmän johtaja Biswajyoti Sahu.
Alkuperäinen artikkeli: Karttunen, K., Patel, D., Xia, J. et al. Transposable elements as tissue-specific enhancers in cancers of endodermal lineage. Nature Communications 14, 5313 (2023). DOI: 10.1038/s41467-023-41081-4