암: 정상 세포의 "반란"

우리 몸의 세포는 고도로 전문화된 협력 시스템을 가지고 있습니다. 생식 세포(예: 난자 세포 및 정자)는 유전적 암 발생을 담당합니다. 물질 DNA는 자손에게 전달되며 체세포는 자신의 DNA를 자손에게 직접 전달할 수 없지만 동일한 개체의 생식 세포의 유전적 효율성을 향상시킬 수 있습니다.

생식세포와 체세포는 거의 동일한 DNA를 갖고 있는데, 이는 다세포 생물에서 체세포와 생식세포 간의 협력의 기초를 형성한다. 다세포생물은 발달과정에서 세포주기 체크포인트, 프로그램화된 세포사멸 등의 메커니즘을 통해 각 세포의 증식과 분화를 위한 프로그램을 설정함으로써 다세포생물 전체가 '자연선택'에서 살아남을 수 있도록 '생존'하는 과정을 거친다. 적자".

그러나 노벨 생리의학상 수상자 프랑수아 자코브(François Jacob)는 “모든 세포의 꿈은 두 개의 세포로 분열하는 것(모든 세포의 꿈은 두 개의 세포가 되는 것)”이라고 말했다. . 모든 체세포가 발달 조절과 세포 주기에 의해 제한되는 것은 아닙니다. 일부 체세포는 돌연변이 이후 질서 있는 협력에서 벗어나 자신의 무한한 증식을 추구합니다. 이는 다세포 개체의 협력 시스템에 대한 암세포의 "진화적 반란"으로도 알려져 있습니다.

이러한 '반항적' 세포는 정상 세포와의 증식 경쟁에서 절대적인 우위를 점하고 있으며, 그 개체군은 점차 증가하고 심지어 주변 조직이나 원격 기관까지 침범하여 암으로 이어진다. 따라서 암은 다세포 유기체 진화의 불가피한 부산물로 간주됩니다. 단일세포 진화의 관점에서 암을 연구하고, 단일세포의 증식률을 결정하는 DNA 인자를 탐구하는 것은 암 연구의 필연적 추세가 되었습니다.

염색체 변이: 암의 전형적인 특징

머리카락과 손톱을 제외한 인체 모든 부위의 조직과 기관이 암의 영향을 받을 수 있습니다. 다양한 유형의 암에 의해 영향을 받을 수 있습니다. 암의 분류는 복잡하지만, 다양한 유형의 암에는 몇 가지 공통된 특징이 있습니다. 암의 기본적이고 독특한 특성을 연구하는 것은 암의 진행 과정을 이해하고 나아가 암의 발견, 진단, 치료 방법을 연구하기 위한 이론적 기초를 제공할 수 있다는 점에서 매우 중요합니다.

이수성은 암의 전형적인 특징이다. 이수성은 세포 내 염색체 수의 불완전한 변이 세트를 의미합니다. 각 종은 일반적으로 완전한 세트로 특정 수의 염색체를 포함하며 개체를 정배수체라고 합니다. 예를 들어, 인간의 염색체는 23쌍이고, 각 염색체는 세포 내에서 쌍으로 존재하여 총 46개의 염색체로 구성됩니다. 다운증후군과 같은 일부 유전 질환은 염색체 수의 이배수성에 의해 발생합니다.

이수체 변이가 암세포의 전형적인 특징이라는 것이 널리 보고되고 있지만, 이수체 변이가 세포 증식률에 영향을 미치는 메커니즘은 여전히 ​​불분명하다. 특히, 암세포의 이수성 변이는 종종 여러 염색체를 포함하며, 이를 복잡한 이수성 변이라고 부릅니다.

이 문제를 해결하기 위해 과학자들은 다양한 암세포의 염색체 돌연변이에 대한 정보를 수집하려고 노력해 왔습니다. 예를 들어, Mitelman 데이터베이스에는 약 70,000명의 암 환자의 염색체 변이 데이터가 포함되어 있으며, The Cancer Genome Atlas(TCGA)는 보다 포괄적인 데이터(기본 환자 정보, 염색체 변이, 유전자 돌연변이, 유전자 전사 정보 및 기타 데이터 포함)를 제공합니다. . TCGA 데이터베이스에는 현재 30가지 이상의 다양한 유형의 암을 다루는 30,000명 이상의 환자에 대한 데이터가 포함되어 있습니다. 이러한 데이터베이스 구축을 통해 연구자들은 전 세계 암환자에 대한 연구용 데이터를 쉽게 얻을 수 있습니다. 그러나 암세포의 배경은 서로 다르며, 서로 다른 유전적 배경, 서로 다른 조직, 서로 다른 DNA 돌연변이를 지닌 개인에게서 유래하므로 연구자들이 염색체 수 변이와 암세포의 증식 속도 사이의 연관성을 직접 확립하는 것은 어렵습니다.

단일 유전적 배경에서 복잡한 이수성 염색체 돌연변이를 일괄적으로 생성하고, 단일 세포의 증식 속도에 영향을 미치는 메커니즘을 진화적 관점에서 연구하는 것은 이수성과 암 연구에 새로운 통찰력을 가져다 줄 것입니다. 새로운 돌파구.

염색체 변이는 암세포 증식에 ​​어떤 영향을 미치나요?

중국과학원 유전학 및 발전 연구소의 Qian Wenfeng 연구 그룹과 Wang Yingchun 연구 그룹은 북경 대학의 Lucas B. Caray 교수와 협력하여 고전적인 단일 세포 모델 유기체 효모를 사용했습니다. 연구 대상에서 그들은 체세포 증식률의 차이가 나타나는 핵심 원인을 발견했습니다.

염색체 변이와 암

연구원들은 거의 100개에 달하는 복잡한 이수성 효모 균주를 구성했습니다. 이들 균주의 염색체 서열은 거의 동일하지만 숫자가 다르기 때문에 이들 균주의 증식률에 차이가 있습니다. 계통 간 염색체 수의 차이로 인해 발생합니다. 연구진은 특정 복합체의 모든 구성 요소를 증가시키는 염색체 돌연변이가 주로 이러한 이수성 세포의 느린 증식을 담당한다는 사실을 발견했습니다. 빠르게 증식하는 모든 이수성 세포는 중복된 단백질 복합체의 형성을 피하는 공통 전략을 사용합니다.

단백질은 생명 활동을 완성하는 데 가장 중요한 기능성 거대분자이며, 생화학적 반응을 촉매하는 효소와 움직임을 조절하는 근육 섬유는 모두 단백질로 구성되어 있습니다. 때로는 여러 단백질이 복합체를 형성해야 기능할 수 있으며, 그 중 가장 일반적인 것은 리보솜(여러 단백질과 핵산으로 구성된 복합체로 세포 내 단백질의 번역을 담당함)입니다.

이 단백질들은 국수를 만들 때 물과 국수를 일정한 비율로 섞어서 만두를 만들듯이 일정한 비율로 혼합해야만 기능성 단백질 복합체를 형성할 수 있습니다. 단백질 복합체의 모든 구성요소는 증가되면 성공적으로 단백질 복합체로 조립되며, 이는 분해되지 않고 세포 내에서 안정적으로 존재할 수 있게 하여 복합체의 과발현을 유도합니다.

개별적으로 배가되는 구성 요소는 단백질 복합체로 조립될 수 없기 때문에 종종 특이적으로 분해되는 반면, 과발현된 단백질 복합체는 세포 증식에 ​​영향을 미칩니다. 이는 찐빵을 만들 때 물이나 밀가루가 너무 많아도 문제가 되지 않습니다. 다음 번에 쓸 수 있기 때문입니다. 그러나 물과 밀가루가 너무 많으면 메이커가 다 써버릴 수 있습니다. 이러한 재료를 모두 사용하여 찐빵을 과도하게 만들어 비만과 같은 부작용을 초래합니다.