Abstract
Inom varje cell i din kropp finns DNA. En del av detta DNA talar om för kroppen hur den ska göra proteiner. En stor del av detta DNA gör dock inga proteiner och vissa människor kallar det för ”skräp-DNA”. En nyligen genomförd forskningsstudie visade att variation (skillnader mellan individer) i en viss del av skräp-DNA kan öka risken för cancer. Forskarna tittade på en typ av skräp-DNA som kallas MSR1-repetitioner. De visade att MSR1-repetitioner fastnade i slutet av cancerframkallande gener och bildade ”svansar”, och att kortare svansar ökade risken för bröstcancer och prostatacancer. Detta är ett spännande fynd, eftersom det kan möjliggöra bättre diagnostik och behandling av cancer.
Inuti varje cell i våra kroppar finns en lång, tunn molekyl som kallas DNA. DNA är din egen personliga instruktionsbok och den berättar för din kropp allt den behöver veta! DNA avgör din ögonfärg, hudton, hur lång du är och till och med om dina muskler är bättre på att sprinta eller springa ett maraton. Precis som i en riktig instruktionsbok är instruktionerna i DNA skrivna i en serie bokstäver. I DNA finns det bara fyra bokstäver – A, T, G och C. Dessa bokstäver kombineras för att stava ut instruktionen för proteiner. Proteiner är cellernas byggstenar. Din hjärna, ditt hjärta och alla andra organ består av många olika proteiner. De DNA-bokstäver som behövs för att skapa ett protein kallas för en ”gen”. Kan du gissa hur många gener en människa har?
Över 20 000!
Det stämmer, i varje cell i din kropp finns det över 20 000 gener – var och en av dem stavar instruktioner för ett annat protein! Generna är uppradade längs strukturer som kallas kromosomer. Kromosomer är enorma DNA-molekyler som har rullats upp riktigt hårt för att passa in i cellen. Varje mänsklig cell har 23 par kromosomer. Du kan se hur DNA, gener, kromosomer och celler förhåller sig till varandra i figur 1.
- Figur 1 – Du kan föreställa dig varje cell som ett bibliotek.
- I biblioteket finns det 23 par bokhyllor – och i cellen finns det 23 par kromosomer. På hyllorna i bokhyllorna finns böcker – varje bok är en gen. Biblioteket har två exemplar av varje bok, eftersom bokhyllorna är parvis, kom ihåg det! Inne i boken finns bokstäverna A, T, C och G i många kombinationer, vilket ger instruktionerna för hur ett enskilt protein ska tillverkas.
Generna är en hemlig kod för proteiner, därför kallas de ibland för ”kodande DNA”. Men mellan generna finns det massor av andra DNA-bokstäver som inte producerar proteiner. Detta kallas ”icke-kodande DNA”, eftersom det inte ingår i den hemliga proteinkoden. Tidigare trodde forskarna att generna var den enda viktiga delen av DNA. De kallade de icke-kodande bitarna för ”skräp-DNA”, eftersom de trodde att det var skräp! En del av skräp-DNA:t är mycket repetitivt och upprepar samma bokstavssekvens om och om igen – vi kallar detta för upprepat DNA. Ja, jag vet – vetenskapsmän är inte särskilt fantasifulla! Ta en titt på figur 2 för att se hur skräp-DNA passar runt generna.
- Figur 2 – Varje kromosom (bokhylla) har massor av gener (böcker).
- Varje bok innehåller den hemliga koden för ett protein. Men böckerna (generna) står inte alla bredvid varandra, utan det finns lösa pappersark mellan böckerna. Ibland finns de lösa pappersbladen längst bak i boken – som en extra bilaga. Pappersbladen innehåller DNA-bokstäver, men de är inte en del av den hemliga proteinkoden. Pappersbladen är ”skräp-DNA”. En del av orden på de lösa pappersarken är mycket repetitiva, till exempel att bara säga CAT om och om igen! När en sekvens av bokstäver upprepas om och om igen i arvsmassan kallar vi detta för ”upprepat DNA.”
DNA-variation
Har du någonsin använt en synonymordbok? Det är en speciell typ av ordbok som talar om för oss ord som har samma, eller liknande, betydelse som varandra. Du kan till exempel slå upp ”stor” i tesaurusen och den kan lista ”stor, massiv, enorm”. Jag tror att du håller med om att följande meningar alla är korrekta och har samma betydelse – även om de använder ett något annorlunda ord:
Katten satt på en smutsig matta.
Katten satt på en smutsig matta.
Katten satt på en lerig matta.
Det kan hända samma sak i DNA. Minns du att den bokstavsföljd som talar om för kroppen hur ett protein ska tillverkas kallas för en gen? Föreställ dig att du tittar på bokstäverna i en gen hos många olika människor. Bokstäverna skulle för det mesta vara desamma hos varje person, men ibland skulle en annan bokstav användas, precis som att använda ett alternativt ord från tesaurusen! Om du till exempel tittar på en gen för ögonfärg finns det en version för blå ögon, en för gröna ögon, en för bruna ögon och en för grå ögon. Bokstäverna kan vara lite olika, men de är alla korrekta versioner av genen. Vi kallar dessa små, normala skillnader för ”naturlig variation.”
Junk-DNA och cancer
Junk-DNA kan också ha naturlig variation. Nyligen visade dr Anna Rose och hennes kollegor att naturlig variation i skräp-DNA kan öka risken för cancer.
Cancer är en sjukdom där vissa celler i kroppen hamnar utom kontroll. De delar sig för snabbt och orsakar en farlig knöl, en så kallad tumör. Cancer är extremt vanligt – du kanske känner någon som har haft cancer eller har hört berättelser om cancerpatienter i nyheterna. Cancer kan drabba olika delar av kroppen. Bröstcancer drabbar vanligtvis kvinnor, och ungefär en av åtta kvinnor kommer att få bröstcancer någon gång under sitt liv . Prostatacancer drabbar män och är lika vanligt som bröstcancer . Så hur ökar den naturliga variationen i skräp-DNA risken för dessa cancerformer?
Forskarna tittade på en specifik typ av skräp-DNA, så kallade MSR1-repetitioner. De fann att kluster av MSR1-repetitioner ofta fanns mycket nära gener. De fann ett av dessa MSR1-kluster mycket intressant, eftersom detta kluster av skräp-DNA faktiskt satt fast i slutet av en känd cancerframkallande gen. Om du tittar tillbaka på figur 2 kan du se att de lösa pappersarken (skräp-DNA) finns mellan böckerna (generna) eller instoppade i slutet av boken som ett appendix. I det här fallet fanns de lösa pappersbladen i bokens baksidor! Man kan tänka sig att MSR1-repetitionerna är en svans för den cancerframkallande genen. Forskarna undrade om MSR1-halsen var viktig.
MSR1-repetitioner uppvisar en hel del naturlig variation
Först tittade forskarna på MSR1-halsen hos många olika människor för att kontrollera om det fanns en naturlig variation i längden. Och de hittade massor av den! Hos personer från Storbritannien och Australien såg de att olika personer hade allt från mycket korta MSR1-svansar till mycket långa svansar (figur 3).
- Figur 3
- Forskarna upptäckte att MSR1-repetitioner (blå cirklar) bildade en svans i slutet av den cancerframkallande genen (som bilagan av lösa pappersark i bakre pärmen på en bok i figur 2). De tittade på MSR1-svansarna i en stor grupp människor från Storbritannien och Australien och fann att längden på svansarna uppvisade naturlig variation. Vissa personer hade mycket korta svansar, medan vissa hade mycket långa svansar – och andra låg någonstans däremellan!
Håll dig i minnet – kromosomerna är parvis, så varje person har två av varje gen. Det betyder att varje person har två av de cancerframkallande generna och två MSR1-svansar! Så på den ena kromosomen kan det finnas en kort svans, men på den andra kromosomen kan det finnas en lång svans. Å andra sidan kan det finnas en kort svans på båda kromosomerna, eller en lång svans på båda kromosomerna.
Forskarna visste att svansen på en gen ofta är viktig när det gäller att kontrollera hur mycket eller hur lite protein som produceras från den genen. Man kan föreställa sig att en gen har en kontrollbrytare – när genen är ”avstängd” produceras inget protein från genen. När genen är ”på” produceras protein. Eller – mer exakt – generna kan styras av en dimmer på en lampa. Genen är inte bara på eller av, utan kan vara av, svagt ljus, medelhögt ljus eller starkt ljus! Forskarna tänkte att MSR1-halsen kanske var en dimmerbrytare för den cancerframkallande genen. De gjorde ett komplicerat experiment som visade att den korta svansen producerade mycket mer protein än den långa svansen. De hade alltså bevisat att MSR1-halsen var en dimmerbrytare – och att den långa svansen var inställningen för svagt ljus, men att den korta svansen var inställningen för starkt ljus (figur 4).
- Figur 4 – MSR1-halsen fungerar som en dimmerbrytare för den cancerframkallande genen.
- Den korta svansen är inställningen för starkt ljus på strömbrytaren och gör att det produceras en massa protein. Omvänt är den långa svansen inställningen för svagt ljus – vilket innebär att inte mycket protein produceras från genen.
MSR1 upprepar sig i bröstcancer och prostatacancer
Nästan funderade forskarna på vad detta skulle kunna betyda för cancer. Andra forskare hade redan funnit att bröstcancer- och prostatacancertumörer hade höga halter av det protein som produceras av den cancerframkallande genen . Dr Rose och hennes kollegor hade sett att den korta svansen var den ljusa strömbrytaren och producerade höga nivåer av det cancerframkallande proteinet (ta en ny titt på figur 4 för att påminna dig själv om detta, om du behöver det). Så de tänkte att om en person har den korta svansen i genen kan den personen vara i riskzonen för bröstcancer och prostatacancer.
Först undersökte de bröstcancer. De tittade på en grupp kvinnor från Storbritannien som hade bröstcancer och lika många kvinnor som inte hade bröstcancer. De mätte längden på MSR1-svansarna som kvinnorna hade på den cancerframkallande genen på var och en av sina kromosomer (kom ihåg – alla har två av varje kromosom). De fann att kvinnorna med bröstcancer var mycket mer benägna att ha korta svansar av MSR1. Faktum är att de använde matematik för att visa att om en person har en kort svans på båda kromosomerna är det fem gånger mer sannolikt att den personen får bröstcancer i unga år. Även en kort svans på bara en av kromosomerna gör en person nästan två gånger mer benägen att få bröstcancer.
Nästan undersökte de prostatacancer. Den här gången tittade de på en grupp män från Australien med prostatacancer och samma antal män utan prostatacancer. Återigen fann de att den korta svansen MSR1 gjorde att männen riskerade att drabbas av prostatacancer. De beräknade att en kort svans på båda kromosomerna gjorde en man 1,5 gånger mer benägen att få prostatacancer.
Vad händer härnäst?
Det är ganska häftigt att veta hur DNA:t i våra celler styrs. Det var mycket spännande för forskarna att upptäcka att MSR1-repetitionen fungerade som en dimmer. Att förstå hur generna styrs är en viktig del av vetenskapen nuförtiden. Men kan vi använda detta för att hjälpa människor? Troligen!
Ditt DNA är i stort sett detsamma från den dag du föds till den dag du dör. Detta innebär att en forskare skulle kunna testa människors blod för att ta reda på hur långa deras MSR1-halsar är när de är unga. Forskaren skulle då veta vilka personer som har korta svansar på sina kromosomer, vilket skulle berätta för forskaren vilka personer som löper större risk att drabbas av bröstcancer eller prostatacancer. Denna information kommer att hjälpa läkarna att övervaka dessa personer noggrannare – och förhoppningsvis upptäcka eventuell cancer i ett mycket tidigt skede. Detta innebär att de personer som är i riskzonen har en mycket större chans att bli botade från cancer.
Vi måste dock också tänka på etiken i samband med alla nya gentester – ta en titt i ruta 1 för att se mer om medicinsk etik och om dr Rose själv skulle ta testet eller inte!
ruta 1. Vad har etik med genetik att göra?
Medicinsk etik är en typ av filosofi där man tittar på moralen i vetenskapliga experiment – helt enkelt om det är rätt eller fel att genomföra forskningen. Medicinsk etik är särskilt viktig inom medicinsk vetenskap, eftersom vi ofta experimenterar med människor eller prover från människor (t.ex. DNA-prover). Innan en forskare genomför ett forskningsprojekt måste han eller hon få tillstånd av en grupp specialister som kallas ”etikprövningsnämnd”, som överväger om studien är etiskt riktig.
I det här forskningsprojektet använde jag DNA-prover från många människor – men inte mina egna. Det skulle inte vara etiskt försvarbart att använda mitt eget DNA-prov. Detta är avgörande eftersom vi när vi forskar kan lära oss något helt oväntat när vi forskar. Vad skulle jag göra om jag av en slump upptäckte att jag hade en genmutation för en obotlig, allvarlig sjukdom? Detta är den typ av viktiga frågor som medicinsk etik överväger.
Hursomhelst skulle jag välja att få testet för skräp-DNA:s svanslängd. Detta beror på att även om cancer är en mycket allvarlig sjukdom finns det ett botemedel mot den. Om jag fick testet och fick reda på att jag hade hög risk skulle jag kunna vara bättre förberedd på sjukdomen. Jag skulle få en mer regelbunden screening, och om jag skulle få sjukdomen skulle jag kunna få behandling tidigare. Men om det fanns ett genetiskt test för en annan sjukdom som inte har någon behandling skulle jag inte vilja göra det testet – för mig skulle det skapa mer oro utan någon nytta. Vad skulle du göra i varje situation?
Det kan också vara möjligt att göra nya behandlingar för cancer. Den här forskningen visade oss att MSR1-repetitioner är viktiga vid cancer. Så kanske kommer farmaceuterna att kunna tillverka ett läkemedel som riktar sig mot MSR1-repetitionerna. Detta skulle kunna vara en ny typ av kemoterapi – ett cancerbekämpande läkemedel.
För att fortsätta bekämpa cancer är det verkligen viktigt att förstå de genetiska förändringar som ökar risken för att få cancer. Förhoppningsvis kommer detta nya fynd att göra det möjligt för forskare och läkare att upptäcka cancer tidigare och göra nya och förbättrade behandlingar. Och allt detta kommer från så kallat ”skräp-DNA”!
Inte så dumt trots allt, va?
Glossar
DNA: En bokstav som utgör människans genetiska kod, den kan vara A, T, G eller C.
Protein: Byggstenarna i varje cell i din kropp.
Gen: En uppsättning DNA-bokstäver som stavar instruktionen för att tillverka ett protein.
Chromosom: En uppsättning DNA-bokstäver som stavar instruktionen för att tillverka ett protein.
Chromosom: En massiv sträng av DNA som finns inuti varje cell i kroppen.
Non-kodande DNA: De DNA-bokstäver som inte ingår i en gen och som därför inte stavar ut instruktionerna för ett protein.
Genom: Namnet på den fullständiga uppsättningen av allt DNA på alla kromosomer.
Naturlig variation: Små skillnader mellan den genetiska koden hos olika människor.
Cancer: En sjukdom där vissa celler i kroppen har tappat kontrollen och växer och bildar en knöl eller tumör.
Chemoterapi: En sjukdom där vissa celler i kroppen tappar kontrollen och växer och bildar en knöl eller tumör: Ett läkemedel som bekämpar cancerceller.
Intressekonfliktförklaring
Författaren förklarar att forskningen utfördes i avsaknad av kommersiella eller ekonomiska relationer som skulle kunna tolkas som en potentiell intressekonflikt.
Original Source Article
Rose, A. M., Krishan, A., Chakarova, C. F., Moya, L., Chambers, S. K., Hollands. M., et al. 2018. MSR1-repetitioner modulerar genuttryck och påverkar risken för bröst- och prostatacancer. 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-repetitioner modulerar genuttryck och påverkar risken för bröst- och prostatacancer. Ann. Oncol. 29(5):1292-1303. doi:10.1093/annonc/mdy082
Cancer Research UK Website Statistics. Tillgänglig på: http://www.cancerresearchuk.org/health-professional/cancer-statistics/risk/lifetime-risk (Tillgänglig: 1 mars 2018).
Kontos, C. K., and Scorilas, A. 2012. Kallikrein-relaterade peptidaser (KLK): en genfamilj av nya cancerbiomarkörer. Clin. Chem. Lab. Med. 50(11):1877–91. doi:10.1515/cclm-2012-0247
