鉴定癌细胞中的表观遗传标志物可以改善患者治疗

科学家们已知几十年来，癌症可能是由遗传突变引起的，但最近他们发现基因的化学修饰也可以有助于癌症。这些改变，称为表观遗传修饰，控制是否打开或关闭基因。

分析这些修饰可以为患者的肿瘤类型，以及肿瘤对不同药物的反应提供重要线索。例如，如果dna修复基因MGMT被表观遗传修饰沉默，罹患脑瘤(一种脑瘤)的胶质母细胞瘤患者对一类被称为烷化剂的药物反应良好。

麻省理工学院化学工程师现已开发出一种快速，可靠的方法来检测这种类型的改性，称为甲基化，这可以提供为个体患者选择最佳治疗方法。

“分析这些修改是相当困难的，这是我们正在努力解决的需求。我们正努力使这种分析更容易、更便宜，特别是在病人的样本中。分析师。

这篇论文的第一作者是麻省理工学院化学工程专业的研究生布兰登·海默(Brandon Heimer)。

除了基因组

在对人类基因组进行测序之后，科学家们转向了表观基因组——包括甲基化在内的化学修饰，在不改变DNA序列的情况下改变基因的功能。

在某些癌症中，当甲基附着在DNA序列中的特定位置时，即胞嘧啶碱基与鸟嘌呤碱基相邻时，MGMT基因就会被关闭。当这种情况发生时，蛋白质结合甲基化的碱基，通过阻止它复制到RNA，有效地使基因沉默。

赛克斯说:“这种非常小的化学修饰触发了一系列事件，在这些事件中，该基因不再被表达。”

徒克斯说，检测大规模研究研究的胞嘧啶甲基化工作良好的方法，但很难适应患者样品。大多数技术需要称为亚硫酸氢盐转化的化学步骤：将DNA样品暴露于亚硫酸氢盐，其将未甲基化的胞嘧啶转化为不同的碱。测序DNA显示是否存在任何甲基化胞嘧啶。

然而，这种方法不适用于病人样本，因为你需要精确地知道样本中有多少甲基化的DNA，才能计算出将其暴露在亚硫酸氢盐中多长时间，赛克斯说。

“当你有很多定义的样本有限的样本时，在适当的时间内运行反应是更难的。你想让所有未甲基化的胞嘧啶组转换，但你不能太长，因为你的DNA变得堕落，“她说。

快速检测

赛克斯的新方法完全避免了亚硫酸氢盐的转化。相反，它依赖于一种叫做甲基结合结构域(MBD)的蛋白质，这是细胞控制DNA转录的自然机制的一部分。这种蛋白质识别甲基化的DNA并与之结合，帮助细胞决定DNA是否应该转录。

赛克斯系统的另一个关键部件是生物芯片——一种涂有数百个DNA探针的玻片，这些探针与被研究基因的序列互补。当DNA样本暴露在芯片上时，任何与目标序列匹配的DNA链都会被捕获在生物芯片上。然后研究人员用MBD蛋白探针对幻灯片进行处理。如果探针与被捕获的DNA分子结合，就意味着该序列被甲基化了。

通过将蛋白质与荧光染料连接或设计它以携带在暴露于光线时形成水凝胶的光敏分子可以检测DNA和MBD蛋白之间的结合。

麻省理工学院团队现在通过改变Biochip探针的DNA序列来调整该装置以检测其他癌症链接基因的甲基化。他们还希望创造更好的MBD蛋白版本，并工程师工程师需要更少的DNA。通过目前的版本，医生需要进行手术活检以获得足够的组织，但研究人员想修改它，以便只需针对针活检即可进行测试。

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