Cấu trúc của protein KRAS có thể nhìn thấy trong kết xuất nghệ thuật này.

Tín dụng: Viện Ung thư Quốc gia

Các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra mối liên hệ bất ngờ giữa hai RNA nhỏ thường bị thiếu trong các tế bào ung thư và họ gen RAS , thường bị đột biến trong bệnh ung thư.

Theo các nhà nghiên cứu, các phân tử RNA – RNA nhân nhỏ, hoặc snoRNA – có thể giúp ngăn chặn các khối u bằng cách ức chế các hoạt động thúc đẩy ung thư của protein RAS. Khi không có các snoRNA này, các protein RAS có thể trở nên “tăng động”, tạo ra các tín hiệu liên tục thúc đẩy sự phát triển của tế bào.

Paul Khavari, MD, Ph.D., thuộc Trường Y khoa Đại học Stanford và các đồng nghiệp của ông đã báo cáo những phát hiện của họ về snoRNA và RAS trong Di truyền học Tự nhiên vào ngày 23 tháng 11.

Khoảng một phần ba số ca ung thư liên quan đến các dạng protein RAS đột biến. Hiểu thêm về những gì điều chỉnh các protein đột biến này có thể dẫn đến các chiến lược mới để điều trị hoặc thậm chí ngăn ngừa các bệnh ung thư này.

Kiểm tra vai trò của snoRNA trong ung thư

Các nhà nghiên cứu từ lâu đã biết rằng snoRNA điều chỉnh các hoạt động cơ bản của tế bào, nhưng bằng chứng gần đây cho thấy chúng cũng có thể đóng một vai trò trong bệnh ung thư. Để khám phá thêm ý tưởng này, đồng tác giả nghiên cứu Zurab Siprashvili, Ph.D., và các đồng nghiệp của ông đã phân tích dữ liệu của hơn 5.000 người tham gia Bản đồ bộ gen ung thư (TCGA), những người mắc bất kỳ loại ung thư nào trong số 21 loại ung thư.

Các nhà điều tra đã so sánh snoRNA trong khối u và bộ gen bình thường từ mỗi người tham gia. Phân tích này cho thấy rằng hai snoRNA, được gọi là SNORD50A và SNORD50B, đã bị thiếu ít nhất 10 phần trăm trong số 12 trong số 21 loại ung thư được thử nghiệm, bao gồm ung thư da, buồng trứng, gan, phổi và vú.

Ngoài ra, những bệnh nhân có khối u thiếu các RNA này có xu hướng có kết quả tồi tệ hơn so với những bệnh nhân có khối u.

Các snoRNA khác thường hoạt động bằng cách liên kết với protein. Để hiểu việc không có SNORD50A và SNORD50B có thể ảnh hưởng đến các tế bào ung thư như thế nào, các nhà nghiên cứu tiếp theo tìm kiếm các protein liên quan đến ung thư liên kết với các snoRNA này. Phân tích cho thấy rằng các RNA có thể liên kết với protein KRAS và ngăn chặn các hoạt động thúc đẩy ung thư của protein KRAS đột biến.

Ý tưởng này được hỗ trợ bởi các thí nghiệm bổ sung cho thấy các tế bào ung thư hắc tố và ung thư phổi ở người thiếu SNORD50A và SNORD50B phân chia nhanh hơn các tế bào tương tự có chúng.

Khám phá cơ chế ức chế khối u

Tiếp theo, các nhà nghiên cứu đã tiến hành các thí nghiệm để tìm hiểu làm thế nào hai snoRNA này có thể ngăn chặn hoạt động RAS. Họ phát hiện ra rằng khi SNORD50A và SNORD50B liên kết với KRAS, điều này sẽ ức chế khả năng protein bị biến đổi bởi một loại enzyme gọi là farnesyltransferase. Việc sửa đổi các protein RAS bằng enzyme này là cần thiết để chúng có hoạt động đầy đủ.

Dựa trên các thí nghiệm của họ, các nhà nghiên cứu đã kết luận rằng SNORD50A và SNORD50B là cần thiết để KRAS phản ứng thích hợp với các tín hiệu bên ngoài. Vì vậy, khi thiếu các snoRNA này, KRAS có thể trở nên hiếu động.

Tiến sĩ Khavari cho biết: “Việc phát hiện ra rằng RAS là một protein liên kết với RNA và các RNA liên kết với RAS có thể điều chỉnh chức năng của protein RAS mở đường cho các nghiên cứu được thiết kế để khai thác quan sát này về mặt trị liệu. Tuy nhiên, ông cảnh báo rằng cần phải làm nhiều việc để biến điều đó thành hiện thực, bao gồm phân tích cấu trúc ba chiều của các tương tác này, cũng như các nghiên cứu để xác định toàn bộ phổ RNA liên kết với protein RAS.

“Sự phong phú to lớn của Dự án TCGA”

Nhóm Stanford đã sử dụng dữ liệu TCGA theo cách tương tự như các nhà nghiên cứu khác, mặc dù nghiên cứu tập trung vào các RNA nhỏ có thể đóng vai trò điều hòa gen là không điển hình, Jean-Claude Zenklusen, Ph.D., thuộc Trung tâm Ung thư của NCI nhận xét. Genomics và giám đốc của TCGA.

Tiến sĩ Zenklusen cho biết: “Chúng tôi biết rằng dữ liệu TCGA có rất nhiều thông tin về các vùng quy định của bộ gen mà chúng tôi chưa khám phá. “Thật tuyệt khi thấy rằng cộng đồng đang sử dụng dữ liệu, vì mục đích của chương trình là trở thành một nguồn tài nguyên cho tất cả mọi người khai thác. Đây là một ví dụ khác về sự phong phú to lớn của dự án TCGA.”