Avslöja viktiga svar om cellfunktion för att förbättra cancerbehandling

Forskare vid Peter Mac Institute har hittat ett svar på en långvarig fråga om hur celler fungerar, vilket kan leda till bättre cancerbehandlingar i framtiden.

Varje cell i människokroppen har samma DNA, men olika celler utför olika funktioner. Denna forskning, publicerad i tidskriften Nature Genetics, hjälper till att förklara hur detta är möjligt, och dess konsekvenser kan bli enorma. Professor Mark Dawson, läkare och biträdande forskningschef vid Peter Mac, sa att han var mycket glad över de nya resultaten, som bättre förklarar hur en cells öde bestäms.

"Cellfunktionen är resultatet av 'transkriptionsfaktorer' som skannar vårt DNA och avgör vilka gener som ska vara aktiverade och i vilken utsträckning", sa han.

"Vi har studerat hur dessa transkriptionsfaktorer rekryterar och levererar den maskineri som behövs för att aktivera gener. Fram tills nu har vi inte vetat hur 'transkriptionsfaktorer' väljer rätt maskineri för att läsa och uttrycka en gen."

"Detta har varit en långvarig fråga, och vi är glada att ha hjälpt till att lösa en del av problemet, eftersom denna kunskap om exakt hur transkriptionsfaktorer fattar beslut om vilken mekanism som aktiverar en gen ger oss grundläggande kunskap om livet."

Jämförande CRISPR-screeningar identifierar kofaktorer som krävs för nio olika transkriptionsaktivatorer (AD). Källa: Nature Genetics (2024). DOI: 10.1038/s41588-024-01749-z

Studien visade att transkriptionsfaktorer väljer ut en unik uppsättning komponenter för att kontrollera genuttryck, vilket skapar den önskade effekten, oavsett om det handlar om att kontrollera en cells energianvändning, utlösa ett immunsvar eller någon annan funktion som våra kroppar behöver. Professor Dawson sa att detta skulle kunna jämföras med hur bilar byggs och förklarade hur denna viktiga upptäckt är nyckeln till att hitta bättre behandlingar för en rad sjukdomar.

"En F1-racerbil är väldigt annorlunda än en familjeminivan eller till och med en traktor, vissa bilar är designade för att köra fort, andra för att transportera värdefull last och vissa för att utföra hårt arbete", sa han.

"Vi fann att detsamma gäller för genuttryck, och detta bestäms av de komponenter som rekryteras av transkriptionsfaktorer. Dessa kan avgöra vilka gener som kan förändras snabbt, till exempel när vi behöver bekämpa en infektion och behöver ett snabbt svar, eller vilka gener som behöver arbeta långsamt och stadigt och producera meddelanden som är nödvändiga för cellulär hushållsfunktion."

"Denna förståelse för hur transkriptionsfaktorer kan finjustera genuttryck är otroligt viktig, och vi hoppas kunna använda detta för att hjälpa oss att behandla olika sjukdomar i framtiden."

"Om vi tänker på cancer kan mutationer i cancer förhindra att en transkriptionsfaktor väljer rätt komponenter för att uttrycka en gen korrekt, det är som om delarna av en bil blandades ihop och den inte längre kunde fungera tillförlitligt."

Dr Charles Bell, postdoktor vid Peter Mac, sa att de hade utvecklat en plattform för att screena funktionen hos tusentals komponenter som används av transkriptionsfaktorer för att bestämma hur en gen uttrycks.

"Vi kommer nu att använda den här plattformen för att förstå andra processer relaterade till genuttryck", sa han.

"Svaren på dessa frågor kommer att hjälpa oss att hitta nya sätt att behandla inte bara cancer, utan många andra sjukdomar i framtiden."