自发肿瘤内细胞融合扩大遗传多样性

组肿瘤细胞内进化遵循自然选择的原则,致病微生物的进化。,组内细胞的多样性特征导致不同的细胞生存和分裂的能力,导致选择细胞熊最适合恶性环境特征。

能够不断创造一个多样化的新的细胞特性使癌症发展的能力在新组织生长环境和获得耐药性抗癌药物。组内细胞的多样性特征癌症细胞可以由一系列的良好机制,包括小规模的突变,大规模基因组变化涉及损失,收益和大型的DNA片段的重组,以及nongenetic机制,创造持久的细胞特性的改变。

同时,科学家普遍认为癌症缺乏一个强大的和重要的多元化机制用于病原微生物,准性的重组,或之间的交换和重组遗传物质的能力不同细胞。然而,在新发表的一篇文章自然生态与进化莫菲特癌症中心研究人员证明,这种信仰是错误的癌症细胞能够相互交换和重组他们的基因材料通过一个机制介导细胞融合。

准性的重组为什么重要?在其缺席,继承的遗传信息是严格的克隆。当细胞分裂时,子细胞继承与父母相同的基因构成,与一些修改由于突变伴随细胞分裂。然而,许多的功能可以给细胞健康竞争优势源于多个突变的联合效应不一定是有用的。所有所需的突变细胞的表现功能前需要积累位于相同的单元中选择他们的组合可以被放大。

此外,尽可能多的随机突变变化是不利的,突变的负担可以减少细胞健康。交换和重组遗传物质通过准性的重组使组织细胞的探索积累的突变组合在不同的克隆血统,发现有用的其他无关紧要的突变组合,同时区分有用的突变与不利的。因此,准性的重组可以使组织细胞更快地适应新环境,同时避免退化。

自发的细胞融合涉及癌细胞已经被许多团体。然而,大多数研究人员专注于癌症和癌之间的融合,癌细胞可以获得重要的细胞特征的非恶性的细胞融合伙伴,如增加能力和迁移到其他地方,从而使这些混合癌细胞立即和特定的优势。另一个重要的研究表明病毒造成两个非癌变细胞之间的融合可以导致癌症引发的事件。然而,由于自发的细胞融合相对少见,因为混合细胞融合形成的两种癌细胞没有明显优势nonhybrid同行,癌症细胞之间的融合已经像罕见,大多忽略了无关紧要的古怪。

然而,癌症进化和最近发现的兴趣显著的遗传多样性在同一肿瘤莫菲特动机研究人员仔细看看后果之间的融合基因不同的癌细胞。他们开始通过询问频率癌细胞相互融合,标记癌细胞与红色或绿色荧光标记和计数细胞含有两种。虽然这些双阳性细胞相对罕见,大部分记载了他们的存在多个癌症细胞系,研究人员检查了。重要的是,可行的双阳性细胞也在实验观察到肿瘤,由植入肿瘤细胞携带的个人标志。,平均而言,这些混合细胞最初不适合比正常的同行,他们很快就赶上甚至超过父母划分和移动的能力。

接下来,研究人员要求混合细胞的基因组发生了什么。最初,细胞融合产生的细胞结合的DNA信息的家长。然而,而不是保留在parent-specific染色体基因组,混合动力车似乎重组;混合细胞分裂,他们被随机失去一些额外的DNA含量。这个重组,一个明显的随机损失额外DNA产生显著的多样化,在相同的杂交细胞引起基因不同的女儿。这些观察是非常类似于准性的重组机制,之前报道某些种类的致病性酵母菌。

最后,莫菲特人员利用计算机模拟来比较组癌细胞的能力发展有和没有fusion-mediated重组,使用定量参数实验研究中观察到。他们发现,即使实验观察融合率低,计算机模拟种群进化更快在细胞融合的存在。细胞融合是最强的影响建模与变异率最高的癌症,如聚变介导重组放大多样性由突变机制。

这些发现对进化的相关性在实际病人肿瘤仍然需要严格检查。因为所有细胞内病人最初从相同的基因组,没有标记区分突变最初发生在相同或不同的克隆血统,因此非常具有挑战性的任务。不过,在供体和受体之间发生基因重组基因组是罕见的案例报告中描述的新的癌症发展接受骨髓移植的病人。

“鉴于这些研究记录的人类恶性肿瘤细胞融合,我们假定我们的结果保证暂停认为癌症是严格无性和可能需要额外的测试自发的细胞融合的临床意义,”安德烈Marusyk解释说,博士,莫菲特癌症生理学系的准会员。

这项研究反映了一种独特的文化在莫菲特的多学科协作。这项工作是由癌症研究人员生理和综合数学肿瘤学部门关键来自生物统计学和生物信息学和病理部门的成员。