Gli scienziati dell’UNIVERSITÀ di YALE riportano la scoperta di “iperpotenti” nel genoma umano, posizioni fino a 170 volte più sensibili alle radiazioni ultraviolette (UV) della luce solare rispetto alla media del genoma.
L’esposizione alle radiazioni UV è la principale causa di cancro della pelle. Lo screening degli iperpotenti potrebbe offrire un nuovo mezzo per prevedere il rischio di cancro della pelle di una persona.
Lo studio è stato pubblicato nell’edizione di novembre di Proceedings of National Academy of Sciences (PDF).
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Gli scienziati sapevano di hotspot, ma non di hotspot ultra sensibili.
“Questi sono 100 volte più sensibili di altri siti nel genoma”, ha affermato Douglas Brash, ricercatore senior in radiologia terapeutica e dermatologia e membro del Centro cancro Yale. Ha guidato la ricerca.
Chiamati “iperpoteri del dimero di pirimidina di ciclobutano (CPD)” dopo il tipo di danno al DNA causato dalla luce ultravioletta, gli iperpotenti possono essere pensati come “bullseyes” che attraggono radiazioni dannose. Nello studio, si sono verificati più spesso nelle cellule che formano la melanina nella pelle umana note come melanociti – le cellule della pelle da cui ha origine il tumore della pelle del melanoma.
“Avevamo pensato che il danno al DNA e le mutazioni che causano il cancro fossero eventi rari e casuali”, ha detto Brash. “Ma questo rivela che, almeno per il cancro della pelle, ci sono obiettivi specifici nel genoma che attendono di essere colpiti dalle radiazioni UV.”
Per trovarli, i ricercatori hanno progettato un metodo per etichettare i siti di CPD e hanno utilizzato il sequenziamento del DNA ad alta produttività per mappare i tag attraverso il genoma. Hanno anche sviluppato una serie di metodi statistici per quantificare la sovrarappresentazione di CPD di un singolo sito rispetto alla media del genoma.
Una scoperta sorprendente è stata che gli hotspot erano situati vicino ai geni, fungendo da via diretta per le radiazioni UV a danneggiare la cellula.
I siti in cui lo studio di Yale ha identificato gli iperpotenti sono “le stesse sequenze di DNA che controllano la regolazione del DNA in RNA e proteine, che è il modo in cui la cellula regola la crescita”, ha detto Brash.
A livelli di esposizione solare ai raggi solari, i punti caldi nelle cellule del pigmento della pelle di una persona sarebbero influenzati dalle radiazioni UV. Una persona sperimenterebbe specifiche distorsioni della crescita cellulare dalle radiazioni UV in tempo reale, non in modo casuale o imprevedibile e non settimane o anni dopo, come si pensava in precedenza.
“Perché con l’evoluzione il genoma non ha potuto liberarsene?”, Ha detto Brash.
Il fatto che l’evoluzione non abbia eliminato questi “occhi di bue” potrebbe essere un suggerimento che la cellula utilizza hyperhotspot per rilevare il suo ambiente, ha detto.
L’esistenza di hyperhotspot suggerisce che anche le mutazioni generate da un agente cancerogeno – radiazioni UV o altro – non sono del tutto casuali. Le mutazioni legate alla regolazione genica nei tumori del melanoma erano presenti agli iperpotenti della CPD 20.000 volte più spesso che altrove.
Lo studio Yale suggerisce nuovi modi per valutare il rischio di cancro della pelle, hanno detto i ricercatori.
Il fattore più importante per la valutazione del rischio è la precedente esposizione ai raggi UV. Ma i medici attualmente non hanno un mezzo oggettivo per misurarlo, basandosi in genere sui ricordi dei pazienti di scottature solari. Se i medici potessero prelevare un piccolo campione di pelle ed esaminare gli iperpotenti, ha detto Brash, potrebbero ottenere un quadro reale del danno al DNA derivante da precedenti scottature solari in questi siti e avere una migliore comprensione della storia di esposizione di un paziente e del rischio di cancro della pelle.
Le persone ad alto rischio potrebbero essere seguite da vicino da un dermatologo in modo che i tumori della pelle vengano rilevati presto, quando sono ancora curabili.
Lynn Han, ricercatrice di Yale, assistente di ricerca in radiobiologia; Sameet Mehta, ricercatore associato; James Knight, ricercatore; Deijan Zhao, ricercatore associato; Meg Palmatier, ricercatore associato; e il consulente in bioinformatica Karl Kornacker hanno contribuito allo studio.
