Новаторские эксперименты полвека назад показали, что химическая модификация, влияющая на упаковку нашей ДНК, может включать и выключать гены. Это ввело идею эпигенетического кода, языка, который не изменяет основной код нашей ДНК, но химически маркирует активную или неактивную генетическую информацию.Под эпигенетикой понимаются изменения, вызванные модификацией экспрессии генов, а не изменением самого генетического кода. Он фокусируется на факторах, которые записывают и стирают такие метки и процессы, которые регулируют, как и когда определенные гены включаются и выключаются.
Напротив, эпигеномика относится к анализу глобальных эпигенетических изменений многих генов.Эта статья указывает на то, что взаимодополняющие силы писателей и ластиков контролируют друг друга. Если одна сила настигает, система выходит из равновесия.
Для клеток это означает либо неограниченный рост, либо рак, либо смерть. Исследователи утверждают, что, как только мы лучше поймем эпигенетическую регуляцию, ученые смогут разработать лекарства, которые противодействуют этим факторам.Недавние мультиомные данные определили, что эпигенетический писатель, метилтрансфераза EZH2, гиперактивируется при многих раковых заболеваниях, включая меланомы и лимфомы с плохим прогнозом из-за уклонения иммунной системы и подавления опухолевых супрессоров.
Семейство гистоновых лизин-деметилаз jumonji, KDM3A, играет онкогенную роль, активируя сеть генов, способствующих развитию опухоли.Задача состоит в том, чтобы выявить специфические для рака уязвимости биологических путей, которые часто нарушаются под контролем эпигенетики. Кроме того, эпигеномные изменения также способствуют способности опухолевых клеток избегать обнаружения иммунной системой человека — концепцию, которую пытается использовать иммунотерапия рака.
В статье определены несколько уровней молекулярной коммуникации, в которых эпигенетические регуляторы участвуют в метаболизме и регуляторной активности опухоли.Взятые вместе, точная медицина в сочетании с системной биологией рака может иметь возможность выявлять изменения на уровне генома и эпигенома и определять молекулярные пути, подходящие для нацеливания лекарств:
Основные эпигеномные регуляторы могут вызывать рак двумя способами: слишком большая эпигенетическая активация может запускать онкогены; слишком большая эпигенетическая защита может блокировать гены-супрессоры опухоли. В конце концов, оба механизма способствуют развитию рака и прогрессируют.Эпигеномные изменения и метаболиты, химия клеток человека, тесно связаны и зависят друг от друга.
Метаболиты инициируют, нацелены или поддерживают эпигенетику, и наоборот. Кроме того, существует тесная кооперация эпигенетических факторов с транскрипционным комплексом.
Сотрудничество с метаболитами может нацеливать, усиливать или приглушать эти закодированные ответы.По словам автора статьи, Фабиана В. Филиппа, «существует интригующая перекрестная связь между метаболизмом и эпигенетикой.
Хотя рак и стволовые клетки могут быть подвергнуты химическому ингибированию, механистические детали взаимодействия хроматина и метаболитов еще предстоит определить. по мере развития областей, дальнейшее взаимодействие между эпигенетикой и метаболомикой может предоставить новые терапевтические агенты, а также фундаментальное понимание того, как клеточная химия регулирует экспрессию генов ».«Это может стать парадигмой точного нацеливания на рак, — сказал Филипп, — где пациенты с ошибочно настроенной эпигенетикой могут получить выгоду, а эпигенетическое торможение может преодолеть существующую терапевтическую резистентность при раке».