Исследователи из Санкт-Петербурга изучили эволюционный возраст генов человека и выявили существование их нового класса, проявляющего себя в опухолях. Это подтверждает сформулированную учеными ранее теорию эволюционной роли опухолей. Работа исследователей опубликована в журнале Scientific Reports.

Опухоль — патологический процесс, представляющий собой новообразованную ткань, в которой из-за генетических изменений нарушена клеточная регуляция и, соответственно, функциональность. Опухоли подразделяют на доброкачественные и злокачественные. Доброкачественная растет медленно, не метастазирует, ее можно без проблем удалить. Злокачественное же новообразование, или рак, является одной из основных причин смерти в мире.

Ученые обнаружили, что разные классы генов человека имеют различный эволюционный возраст. Эволюционно новые гены, особо активные в опухолевых клетках, могут использоваться в качестве маркера для рака. Это может послужить серьезным толчком для развития диагностики онкологических заболеваний.

Ученые из Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого и Санкт-Петербургского государственного университета обнаружили эволюционно новые гены человека, работающие во всех опухолях. Они получили название TSEEN-генов (Tumor Specifically Expressed Evolutionarily Novel). «Эволюционная роль этих генов состоит в том, что они являются генетическим материалом для возникновения новых прогрессивных признаков. TSEEN-гены проявляются во многих новообразованиях, поэтому могут стать лучшими опухолевыми маркерами», — рассказал один из исследователей, руководитель научно-исследовательской лаборатории «Молекулярная вирусология и онкология» СПбПУ Андрей Козлов.

Согласно созданной ранее авторами теории, число онкогенов, стимулирующих образование опухоли, у человека соответствует числу дифференцированных типов клеток в организме. Также было сформулировано, что эволюция онкогенов, генов, подавляющих рост новообразований (генов-супрессоров), и генов, отвечающих за дифференцировку клеток, проходит параллельно. В основе данной теории лежит гипотеза об эволюции путем неофункционализации опухолей. Наследуемые новообразования могли играть важную роль в ранней эволюции многоклеточных организмов, предоставляя дополнительные клеточные массы для происхождения новых типов клеток, тканей и органов. Эти клеточные массы были важны и для экспрессии эволюционно новых генов, которые возникают в ДНК зародышевых клеток.

Новые исследования коллектива лаборатории подтвердили упомянутую гипотезу на примере опухолей рыб. В них тоже работают эволюционно новые гены, гомологи которых есть и в геноме человека. Они участвуют в развитии прогрессивных признаков, которых нет у рыб (например, легких, молочных желез, плаценты, межжелудочковой перегородки в сердце и т. д.). Это подтвердило гипотезу об эволюционной роли опухолей. Исследования, о которых говорится в работе, проводились несколько лет. За это время был использован широкий перечень биоинформатических и молекулярно-биологических методов.

«Разработанная теория предсказывает новые пути терапии и профилактики опухолей. Для решения проблемы рака необходимо создать новую модель терапии и диагностики в онкологии. Открытые TSEEN-гены могут быть использованы для создания новых онкологических тест-систем и противоопухолевых вакцин», — резюмировал Козлов.

https://indicator.ru/medicine/rabotu-evolyucionno-novykh-genov-v-opukholyakh-18-12-2019.htm 
https://www.nature.com/articles/s41598-019-52835-w