Злокачественные опухоли пользуются кольцевой ДНК.

В наших клетках ДНК хранится в виде хромосом – сложных комплексов нитей ДНК с огромным количеством разных белков. Нити ДНК в хромосомах образуют петли, узлы и клубки (мы подробно рассказывали об устройстве клеточных хромосом в одной из наших статей), но это всё же нити, то есть у каждой молекулы ДНК есть начало и конец. Собственно, в таком виде ДНК хранится у всех эукариотических организмов – животных, растений, грибов и простейших. А вот если мы заглянем в клетки двух других доменов жизни, бактерий и архей, то увидим кольцевую ДНК.

Электронная микрофотография ядра раковой клетки. Синие стрелки указывают на ДНК хромосом, жёлтые – на внехромосомные ДНК-кольца. (Фото: Paul Mischel, UC San Diego)

Однако несколько лет назад сотрудники Калифорнийского университета в Сан-Диего обнаружили в клетках злокачественных опухолей небольшие кольцевые ДНК. Их назвали внехромосомной ДНК, и в раковых клетках она встречалась довольно часто – в отличие от здоровых клеток, где ДНК-кольца, если и обнаруживались, то чрезвычайно редко.

В недавней статье в Nature та же исследовательская группа описывает структуру раковых ДНК-колец. Они кодируют онкогены – то есть гены, которые из-за мутаций стимулируют деление раковых клеток. Кольцевая ДНК с онкогенами намотана на белки, и в таком виде с ней проще работать: молекулярные машины, считывающие генетическую информацию, сделают это быстрее на таком кольце, нежели на хромосоме, в которой ДНК упакована сложнее. ДНК-колец в раковых клетках может быть много копий, так что в результате клеткам легко обеспечить себя достаточным количеством белков, которые нужны для деления. И при делении, кстати, эти кольца расходятся случайным образом, так что дочерняя клетки часто получает сразу много копий онкогенов, что, очевидно, стимулирует её злокачественность.

Возможно, если пресечь штамповку ДНК-колец, то рак станет менее агрессивным, но сначала нужно понять, как они появляются и от чего зависит их активность.