Abstract
Inden for hver eneste celle i din krop er der DNA. Noget af dette DNA fortæller kroppen, hvordan den skal lave proteiner. En stor del af dette DNA danner imidlertid ikke protein, og nogle mennesker kalder det “junk-DNA”. En nylig forskningsundersøgelse viste, at variation (forskelle mellem individer) i et bestemt stykke junk-DNA kan øge risikoen for kræft. Forskerne undersøgte en slags junk-DNA kaldet MSR1-repeats. De viste, at MSR1-repeats satte sig fast i enden af kræftfremkaldende gener og dannede “haler”, og at kortere haler øgede risikoen for brystkræft og prostatakræft. Det er et spændende fund, fordi det kan give mulighed for bedre diagnosticering og behandling af kræft.
Inden i hver eneste celle i vores krop findes et langt, tyndt molekyle kaldet DNA. DNA er din egen personlige brugsanvisning, og det fortæller din krop alt, hvad den har brug for at vide! DNA bestemmer din øjenfarve, hudfarve, hvor høj du er, og endda om dine muskler er bedre til at sprinte eller løbe et maraton. Ligesom i en rigtig brugsanvisning er instruktionerne i DNA skrevet i en række bogstaver. I DNA er der kun fire bogstaver – A, T, G og C. Disse bogstaver er kombineret for at stave instruktionen for proteiner. Proteiner er cellernes byggesten. Din hjerne, dit hjerte og alle andre organer er lavet af mange forskellige proteiner. De DNA-bogstaver, der er nødvendige for at fremstille et protein, betegnes som et “gen”. Kan du gætte, hvor mange gener et menneske har?
Over 20.000!
Det er rigtigt, i hver eneste celle i din krop er der over 20.000 gener – hver især staver de vejledningen til et forskelligt protein! Generne er opstillet langs strukturer, der kaldes kromosomer. Kromosomer er enorme molekyler af DNA, der er blevet rullet meget tæt sammen for at passe ind i cellen. Hver menneskecelle har 23 par kromosomer. Du kan se, hvordan DNA, gener, kromosomer og celler hænger sammen i figur 1.
- Figur 1 – Du kan forestille dig hver celle som et bibliotek.
- I biblioteket er der 23 par bogreoler – og i cellen er der 23 par kromosomer. På hylderne i bogreolerne er der bøger – hver bog er et gen. Biblioteket har to eksemplarer af hver bog, da bogreolerne er parvis, husk det! Inde i bogen står bogstaverne A, T, C og G i mange kombinationer, som giver instruktionen for, hvordan man laver et enkelt protein.
Generne er en hemmelig kode for proteiner, og derfor kaldes de nogle gange “kodende DNA”. Men mellem generne er der masser af andre DNA-bogstaver, som ikke producerer proteiner. Dette kaldes “ikke-kodende DNA”, fordi det ikke er en del af den hemmelige proteinkode. Tidligere troede forskerne, at generne var den eneste vigtige del af DNA. De kaldte de ikke-kodende dele for “junk-DNA”, fordi de troede, at det var affald! Noget af junk-DNA’et er meget gentagende, idet det gentager den samme bogstavsekvens igen og igen – vi kalder det gentaget DNA. Ja, jeg ved det godt – videnskabsmænd er ikke særlig fantasifulde! Tag et kig på figur 2 for at se, hvordan junk-DNA’et passer rundt om generne.
- Figur 2 – Hvert kromosom (bogreol) har masser af gener (bøger).
- Hver bog indeholder den hemmelige kode for et protein. Men bøgerne (generne) står ikke alle sammen ved siden af hinanden, der er løse ark papir mellem bøgerne. Nogle gange er de løse ark papir bagerst i bogen – som et ekstra appendiks. Papirbladene indeholder DNA-bogstaver, men de er ikke en del af den hemmelige proteinkode. Papirarkene er “junk-DNA”. Nogle af ordene på de løse ark papir er meget gentagende, f.eks. at man bare siger CAT igen og igen! Når en sekvens af bogstaver gentages igen og igen i genomet, kalder vi det “gentaget DNA.”
DNA-variation
Har du nogensinde brugt en synonymordbog? Det er en særlig type ordbog, der fortæller os ord, der har den samme eller lignende betydning som hinanden. Du kan f.eks. slå “stor” op i tesaurusen, og den vil måske opregne “stor, massiv, enorm”. Jeg tror, du vil være enig i, at følgende sætninger alle er korrekte og har samme betydning – selv om de bruger et lidt forskelligt ord:
Katten sad på en beskidt måtte.
Katten sad på en beskidt måtte.
Katten sad på en mudret måtte.
Det samme kan ske i DNA. Kan du huske, at den sekvens af bogstaver, der fortæller kroppen, hvordan et protein skal laves, kaldes et gen? Forestil dig, at du ser på bogstaverne i et gen hos mange forskellige mennesker. Bogstaverne ville for det meste være de samme hos hver person, men lejlighedsvis ville der blive brugt et andet bogstav, ligesom man bruger et alternativt ord fra en synonymordbog! Hvis du f.eks. kigger på et gen for øjenfarve, er der en version for blå øjne, en for grønne øjne, en for brune øjne og en for grå øjne. Bogstaverne er måske lidt forskellige, men de er alle korrekte versioner af genet. Vi kalder disse små, normale forskelle for “naturlig variation.”
Junk-DNA og kræft
Junk-DNA kan også have naturlig variation. For nylig viste dr. Anna Rose og hendes kolleger, at naturlig variation i junk-DNA kan øge din risiko for kræft.
Kræft er en sygdom, hvor nogle celler i din krop bliver ude af kontrol. De deler sig for hurtigt og forårsager en farlig knude, der kaldes en tumor. Kræft er ekstremt almindeligt – du kender måske nogen, der har haft kræft, eller du har hørt historier om kræftpatienter i nyhederne. Kræft kan ramme forskellige dele af kroppen. Brystkræft rammer normalt kvinder, og omkring en ud af otte kvinder vil få brystkræft på et tidspunkt i deres liv . Prostatakræft rammer mænd og er lige så almindeligt som brystkræft . Så hvordan øger naturlig variation i junk-DNA din risiko for disse kræftformer?
Forskerne kiggede på en bestemt type junk-DNA, kaldet MSR1-repeats. De fandt, at klynger af MSR1-repeats ofte blev fundet meget tæt på gener. De fandt en af disse MSR1-klynger meget interessant, fordi denne klynge af junk-DNA faktisk sad fast i enden af et kendt kræftforårsagende gen. Hvis du ser tilbage på figur 2, kan du se, at de løse ark papir (junk-DNA) findes mellem bøgerne (generne) eller er gemt i slutningen af bogen som et appendiks. I dette tilfælde lå de løse ark papir i bogens bageste sider! Man kan betragte MSR1-repetiterne som en hale til det kræftfremkaldende gen. Forskerne spekulerede på, om MSR1-halen var vigtig.
MSR1-repeats viser en masse naturlig variation
Først kiggede forskerne på MSR1-halen hos masser af forskellige mennesker for at undersøge, om der var naturlig variation i længden. Og de fandt masser af den! Hos mennesker fra Storbritannien og Australien så de, at forskellige mennesker havde alt fra meget korte MSR1-haler til meget lange haler (figur 3).
- Figur 3
- Forskerne fandt ud af, at MSR1-repeats (blå cirkler) dannede en hale for enden af det kræftfremkaldende gen (ligesom tillægget af løse papirark i bogens bagomslag i figur 2). De kiggede på MSR1-halerne i en stor gruppe mennesker fra Storbritannien og Australien og fandt, at længden af halerne viste naturlig variation. Nogle mennesker havde meget korte haler, mens andre havde meget lange haler – og andre lå et sted midt imellem!
Huskromosomerne er parvis, så hver person har to af hvert gen. Det betyder, at hver person har to af de kræftfremkaldende gener og to MSR1-haler! Så på det ene kromosom kan der være en kort hale – men på det andet kromosom kan der være en lang hale. På den anden side kan der være en kort hale på begge kromosomer eller en lang hale på begge kromosomer.
Forskerne vidste, at halen på et gen ofte er vigtig for at kontrollere, hvor meget eller hvor lidt protein der produceres fra det pågældende gen. Man kan forestille sig, at et gen har en kontrolkontakt – når genet er “slukket”, produceres der ikke noget protein fra genet. Når genet er “tændt”, produceres der protein. Eller – mere præcist – generne kan styres som en lysdæmper på et lys. Genet er ikke bare tændt eller slukket, men kan være slukket, svagt lys, medium lys eller stærkt lys! Forskerne tænkte, at MSR1-halen måske var en lysdæmperknap for det kræftfremkaldende gen. De lavede et kompliceret eksperiment, der viste, at den korte hale producerede meget mere protein end den lange hale. De havde altså bevist, at MSR1-halen var en lysdæmper – og at den lange hale var indstillingen for svagt lys, men at den korte hale var indstillingen for stærkt lys (figur 4).
- Figur 4 – MSR1-halen fungerer som en lysdæmper for det kræftfremkaldende gen.
- Den korte hale er indstillingen for stærkt lys på kontakten og får en masse protein til at blive produceret. Omvendt er den lange hale indstillingen for dæmpet lys – det betyder, at der ikke produceres meget protein fra genet.
MSR1 gentager sig i brystkræft og prostatakræft
Næst tænkte forskerne over, hvad dette kunne betyde for kræft. Andre forskere havde allerede fundet ud af, at brystkræft- og prostatakræfttumorer havde høje niveauer af det protein, der produceres af det kræftfremkaldende gen . Dr. Rose og hendes kolleger havde set, at den korte hale var den lysende kontakt og producerede høje niveauer af det kræftfremkaldende protein (tag et nyt kig på figur 4 for at huske dig selv på dette, hvis du har brug for det). Så de tænkte, at hvis en person har den korte hale i genet, kunne denne person være i risiko for brystkræft og prostatakræft.
Først undersøgte de brystkræft. De kiggede på en gruppe kvinder fra Storbritannien, som havde brystkræft, og det samme antal kvinder, som ikke havde brystkræft. De målte længden af de MSR1-haler, som kvinderne havde på det kræftfremkaldende gen på hvert af deres kromosomer (husk – alle har to af hvert kromosom). De fandt ud af, at kvinderne med brystkræft var meget mere tilbøjelige til at have korte haler af MSR1. Faktisk brugte de matematik til at vise, at hvis en person har en kort hale på begge kromosomer, er der fem gange større sandsynlighed for, at vedkommende får brystkræft i en ung alder. Selv en kort hale på blot et af kromosomerne gør en person næsten to gange mere tilbøjelig til at få brystkræft.
Næste gang undersøgte de prostatakræft. Denne gang kiggede de på en gruppe mænd fra Australien med prostatakræft og det samme antal mænd uden prostatakræft. Igen fandt de, at den korte hale MSR1 satte mænd i risiko for prostatakræft. De beregnede, at en kort hale på begge kromosomer gjorde en mand 1,5 gange mere tilbøjelig til at få prostatakræft.
Hvad nu?
Det er ret fedt at vide, hvordan DNA’et i vores celler styres. Det var meget spændende for forskerne at opdage, at MSR1-repetitionen fungerede som en lysdæmperknap. At forstå, hvordan generne styres, er en vigtig del af videnskaben i dag. Men kan vi bruge dette til at hjælpe mennesker? Sandsynligvis!
Din DNA er stort set det samme fra den dag, du bliver født, til den dag, du dør. Det betyder, at en forsker kunne teste folks blod for at finde ud af, hvor lange deres MSR1-haler er, når de er unge. Forskeren ville så vide, hvilke mennesker der har de korte haler på deres kromosomer, hvilket ville fortælle forskeren, hvilke mennesker der har større risiko for at få brystkræft eller prostatakræft. Disse oplysninger vil hjælpe lægerne med at overvåge disse mennesker mere omhyggeligt – og forhåbentlig opdage en eventuel kræftsygdom meget tidligt. Det betyder, at de mennesker, der er i risiko, har en langt bedre chance for at blive helbredt for kræft.
Vi skal dog også tænke over etikken i forbindelse med enhver ny gentest – se boks 1 for at se mere om medicinsk etik, og om Dr. Rose selv ville tage testen!
Box 1. Hvad har etik med genetik at gøre?
Medicinsk etik er en type filosofi, der ser på moralen i videnskabelige eksperimenter – ganske enkelt, om det er rigtigt eller forkert at udføre forskningen. Medicinsk etik er særlig vigtig inden for lægevidenskaben, fordi vi ofte eksperimenterer med mennesker eller prøver fra mennesker (som f.eks. DNA-prøver). Før en videnskabsmand gennemfører et forskningsprojekt, skal han eller hun få tilladelse fra en gruppe specialister kaldet “det etiske råd”, som vurderer, om undersøgelsen er etisk korrekt.
I dette forskningsprojekt brugte jeg DNA-prøver fra mange mennesker – men ikke mine egne. Det ville ikke være etisk forsvarligt at bruge min egen DNA-prøve. Dette er afgørende, fordi vi, når vi forsker, kan lære noget helt uventet, når vi laver forskning. Hvad ville jeg gøre, hvis jeg ved et tilfælde opdagede, at jeg havde en genmutation for en uhelbredelig, alvorlig sygdom? Det er den slags vigtige spørgsmål, som medicinsk etik tager hensyn til.
Men jeg ville dog vælge at få foretaget en test for junk-DNA-halelængde. Det skyldes, at selv om kræft er en meget alvorlig sygdom, findes der en kur mod den. Hvis jeg fik testen og fandt ud af, at jeg var i høj risiko, ville jeg kunne være bedre forberedt på sygdommen. Jeg ville blive screenet mere regelmæssigt, og hvis jeg så fik sygdommen, ville jeg kunne blive behandlet tidligere. Men hvis der fandtes en genetisk test for en anden sygdom, som der ikke var nogen behandling for, ville jeg ikke have lyst til at få den test – det ville skabe mere bekymring uden nogen fordel for mig. Hvad ville du gøre i hver situation?
Det kunne også være muligt at lave nye behandlinger mod kræft. Denne forskning viste os, at MSR1-repeats er vigtige i forbindelse med kræft. Så måske vil farmaceuterne kunne fremstille et lægemiddel, der er rettet mod MSR1-repeterne. Det kunne være en ny type kemoterapi – et kræftbekæmpende lægemiddel.
Forståelse af de genetiske ændringer, der øger risikoen for at få kræft, er virkelig vigtig for fortsat at bekæmpe kræft. Forhåbentlig vil dette nye fund give forskere og læger mulighed for at opdage kræft tidligere og lave nye og forbedrede behandlinger. Og alt dette stammer fra såkaldt “junk-DNA”!
Det er ikke så tåbeligt alligevel, vel?
Glossar
DNA: Et bogstav, der udgør den menneskelige genetiske kode, kan være A, T, G eller C.
Protein: Byggestenene i alle celler i kroppen.
Gen: Sæt af DNA-bogstaver, der staver instruktionen til at lave et protein.
Chromosom:
Komosom: En massiv DNA-streng, der befinder sig inde i hver eneste celle i kroppen.
Non-kodende DNA: De DNA-bogstaver, der ikke er en del af et gen, og som derfor ikke staver instruktionerne til et protein.
Genom: Navnet for det komplette sæt af alt DNA på alle kromosomer.
Naturlig variation: Små forskelle mellem den genetiske kode hos forskellige mennesker.
Kræft: En sygdom, hvor nogle celler i kroppen er ude af kontrol og vokser og danner en knude eller tumor.
Kemoterapi: Et lægemiddel, der bekæmper kræftceller.
Interessekonflikterklæring
Forfatteren erklærer, at forskningen blev udført uden kommercielle eller økonomiske relationer, der kunne opfattes som en potentiel interessekonflikt.
Original Source Article
Rose, A. M., Krishan, A., Chakarova, C. F., Moya, L., Chambers, S. K., Hollands. M., et al. 2018. MSR1 gentagelser modulerer genekspression og påvirker risikoen for bryst- og prostatakræft. Ann. Oncol. 29(5):1292-1303. doi:10.1093/annonc/mdy082
Reference
Rose, A. M., Krishan, A., Chakarova, C. F., Moya, L., Chambers, S., Hollands, M., et al. 2018. MSR1 gentagelser modulerer genekspression og påvirker risikoen for bryst- og prostatakræft. Ann. Oncol. 29(5):1292-1303. doi:10.1093/annonc/mdy082
Cancer Research UK Website Statistics. Tilgængelig på: http://www.cancerresearchuk.org/health-professional/cancer-statistics/risk/lifetime-risk (Tilgået: 1. marts 2018).
Kontos, C. K., og Scorilas, A. 2012. Kallikrein-relaterede peptidaser (KLK’er): en genfamilie af nye kræftbiomarkører. Clin. Chem. Lab. Med. 50(11):1877–91. doi:10.1515/cclm-2012-0247
