Учёные обнаружили новый механизм, с помощью которого так называемые «прыгающие гены» — мобильные участки ДНК, известные как ретротранспозоны — могут способствовать развитию рака.

Эти элементы, часть которых называется LINE‑1, традиционно считались способными лишь копировать себя и вставлять копии в разные участки генома, что иногда вызывает мутации.

Однако новая работа, опубликованная в журнале Cancer Discovery, показывает, что их влияние шире и сложнее.

LINE‑1 — один из самых распространённых ретротранспозонов в человеческом геноме. В нормальных клетках он находится под подавлением, но в раковых клетках он часто активируется. Исследователи разработали специальный метод анализа структуры хроматина (организации ДНК в трёхмерном пространстве), который позволил изучить, как активированные LINE‑1‑элементы взаимодействуют с окружающей хроматиновой средой.

Учёные обнаружили, что РНК, произведённая некоторыми эволюционно «молодыми» участками LINE‑1, остаётся связанной с хроматином и буквально перестраивает трёхмерную структуру генома. Эти изменения сближают участки ДНК, которые обычно находятся далеко друг от друга, создавая новые физические «контакты». В результате активируются гены, которые способствуют быстрому росту и делению раковых клеток.

Команда назвала такие активные структурные узлы HILL (highly interactive LINE‑1 loci — «сильно взаимодействующие участки LINE‑1»). Эти участки действуют как «швы», связывая разрозненные части хроматина и формируя благоприятную среду для выражения онкогенов — генов, стимулирующих рост опухоли.

Важно, что влиянием LINE‑1 на рак не ограничивается простое внесение мутаций. Основной механизм, по мнению учёных, заключается в изменении трёхмерной архитектуры генома, что приводит к тому, что раковые гены активируются сильнее и устойчивее, чем в нормальных клетках. Практически все изученные раковые образцы показывали активацию LINE‑1 и формирование HILL‑структур.

Авторы исследования считают, что это открытие может изменить представление о роли «прыгающих генов» в онкологии и помочь понять, почему у одних пациентов рак развивается быстрее или устойчивее к терапии. В будущем, по их словам, это может привести к новым подходам к диагностике и лечению, ориентированным на регуляцию пространственной организации генома.