Наука Союзного государства
Учёные из Университета Национального исследовательского университета "Высшая школа экономики" ( НИУ ВШЭ) установили гены, которые играют ключевую роль в развитии метастазов при раке молочной железы. Результаты работы были опубликованы в международном междисциплинарном научном журнале PLOS One .
Известно, что каждая клетка человека включает в себя огромное количество молекул: ДНК, РНК, белки и так далее. Одним из главных классов молекул, активно взаимодействующих между собой, являются микроРНК, а также их гены-мишени (участки молекул ДНК, на которые они «нацелены») и факторы транскрипции. Транскрипционный фактор – это белок, который связывается с определёнными последовательностями ДНК и тем самым контролирует передачу (или транскрипцию) генетической информации от ДНК к мРНК (матричной РНК). Сами микроРНК – суть небольшие молекулы (от 18 до 25 нуклеотидов) , которые могут непосредственно снижать концентрацию (экспрессию) генов -мишеней , в то время как факторы транскрипции способны как увеличивать, так и уменьшать экспрессию микроРНК и генов. В здоровых клетках такие взаимодействия необходимы для нормального функционирования, в то время как в раковых некоторые взаимодействия нарушаются, что помогает опухоли распространяться и такими образом сильно усложняет лечение, делая его порой неэффективным. Этот как со сказочным Змеем-Горынычем, когда на месте одной отрубленной головы вырастают две.
Специалисты факультета биологии и биотехнологии ВШУ Степан Нерсисян и Александр Тоневицкий, совместно со своими коллегами Алексеем и Владимиром Галатенко из МГУ имени М. В. Ломоносова, создали математическую модель сети межклеточных взаимодействий в раковых клетках и использовали её для выявления ключевых молекул, ответственных за развитие метастазов при одном из самых распространённых (вторым после рака лёгких) онкологических заболеваний – раке молочной железы.
По оценкам экспертов ВОЗ, в мире ежегодно регистрируют от 800 тыс. до 1 млн новых случаев заболевания раком молочной железы . По числу смертей от него у женщин эта болезнь занимает второе место. В 2010 году рак молочной железы занимал 1-е место как в структуре заболеваемости женского населения России злокачественными новообразованиями (20,5 %), так и в структуре смертности от таких заболеваний (17,2 %); при этом число впервые выявленных случаев рака молочной железы выросло с 49 5548 в 2005 году до 57 241 .
Исследователи, использовав методы машинного обучения, сформировали модель, которая устанавливает сети взаимодействия микроРНК, их мишеней и факторов транскрипции. Далее они использовали сеть взаимодействия с раком молочной железы для обнаружения наиболее важных молекул, способствующих образованию метастазов. В результате выяснилось, что транскрипционный фактор E2F1 является основным регулятором для многих маркерных генов, экспрессия которых помогла исследователям с высокой точностью предсказать, возникнут ли у данного пациента метастазы.
- Мы выдвинули гипотезу, - рассказал младший научный сотрудник Международной лаборатории микрофизиологических систем НИУ ВШЭ Степан Нерсисян, - согласно которой наиболее активные молекулы в созданной сети могут содержать прогностическую информацию: если с ними что-то не так после появления начальной опухоли, то большое количество нарушенных взаимодействий могут увеличить вероятность метастазирования. Первоначальные результаты показывают, что эта гипотеза подтвердилась. Кроме того, большая часть выявленных прогностических генов оказалась напрямую связана с деятельностью одной молекулы—E2F1.
Как настоящие учёные, полагающие, что наука для наибольшей эффективности должна быть максимально открыта, исследователи выложили созданную программу в Интернет и открыли к ней свободный доступ для всех желающих.
© "Союзное государство", 2021
Информация и фото предоставлены пресс-службой НИУ ВШЭ
Дочитали до конца? Было интересно? Поддержите журнал, подпишитесь и поставьте лайк!
НАУКА СОЮЗНОГО ГОСУДАРСТВА
Академик ВЕЛИХОВ: "Должностью инженера надо гордиться"
Стало известно, когда и на чём Россия собирается отправить космонавтов на Луну
Эксперт и член-корреспондент РАН рассказал нам, что творится с нашим климатом и когда Москва станет Парижем
Три важных мегапроекта, которые могут вывести Россию и Беларусь в лидеры экономического роста
Медицинский директор подразделения Pfizer «Вакцины» Мария СЫРОЧКИНА рассказала нам, как должны испытывать вакцины
За чем будет следить Российско-Белорусская космическая система (РБКС)?
Президент РАН академик Сергеев: "Мы завидуем белорусской академии наук"
Ядерные артиллерийские снаряды, мирные термоядерные заряды, а что ещё есть у России?