Суперкомпьютер Университета Осло ищет генетический код рака

Норвежские ученые из Университета Осло при помощи своего суперкомпьютера, который в 10 000 раз быстрей обычного компьютера, ищут в организме человека слитый (т.е. химерный) ген, характерный только раковым клеткам.

Команда ученых во главе со Рольфом Скотхеймом работает над определением генов, вызывающих рак простаты и кишечника. Исследования в этом направлении очень важны, т.к. с каждым годом в мире регистрируется все больше случаев рака. Например, в Норвегии ежегодно регистрируют по 4 000 новых случаев рака кишечника. Выживаемость за первые пять лет этой болезни составляет примерно 60%. Что же касается рака предстательной железы, то ежегодно это заболевание диагностируют у 5 000 норвежцев. Выживаемость составляет 90% за первые пять лет болезни.

Для того, чтобы выявить вызывающие рак гены, Рольф Скотхейм и его команда сравнивают генетический материал в опухолях с генами здоровых клеток. Генетический материал клеток состоит из более 20 000 генов. Ген – это участок ДНК, состоящий из большого количества пар оснований нуклеотидов, представленных в определенной последовательности строительных блоков (аденин, тимин, гуанин и цитозин). ДНК человека содержит 6 млрд. пар оснований.

ДНК имеет своего рода молекулярные инструкции для процессов, происходящих в клетках. Иными словами, ДНК ставит задачи для белков в клетках. При этом ДНК не производит белки. Частью ДНК является макромолекула РНК (рибонуклеиновая кислота), и именно она используется для синтеза белков. РНК – это только небольшая часть ДНК. Большинство элементов ДНК не активны.

В раковых клетках или очень много РНК (это говорит о том, что образовано слишком много белков одного типа), или состав пар оснований в рибонуклеиновой кислоте неправилен. Как раз неправильный состав пар оснований РНК и изучают в Университете Осло.

Все гены можно разделить на активные и неактивные части. Ген может состоять из десятков активных участков нуклеотидов. Раковая клетка может создать комбинацию гена, которого нет в здоровых клетках. Ученые хотят научиться выявлять такие гены.

«Слитые (химерные) гены обычно располагаются в раковых клетках. Однако, некоторые из них обнаружены и в здоровых клетках», - рассказал Рольф Скотхейм.

Норвежские ученые обнаружили у пациентов с раком простаты слитые гены, образующиеся только в раковых клетках. Эти слитые гены могут стать отправной точкой для обнаружения рака на ранней стадии. Слитые гены ученые нашли и в клетках кишечника, но они присутствовали и в здоровых клетках. Всего ученые сравнивают РНК в раковых и здоровых тканях 550 человек с раком простаты. Они пытаются найти молекулярные дефекты, характерные только для рака простаты. Это должно помочь понять механизмы развития злокачественных опухолей.

«Если мы обнаружим слитый ген, характерный только для раковых клеток, то это открытие будет очень важным само по себе. Это даст толчок ученым из других стран начать работать в данном направлении. Можно будет придумать лекарство для противодействия слитым генам, что станет прорывом в лечении рака», - отмечает Скотхейм.

Перед норвежскими учеными стоит очень трудная задача, ведь, например, молекулы РНК состоят из миллионов пар оснований. Естественно, что их сложно воссоздать. В этом ученым помогает суперкомпьютер, который появился в Университете Осло несколько лет назад. Этот суперкомпьютер выполняет операции в 10 000 раз быстрей, чем обычный компьютер. Таким образом, у норвежских ученых есть очень большое преимущество перед научными сотрудниками из других стран, которые тоже изучают рак.

Команда ученых во главе с Рольфом Скотхеймом уже определила несколько типов слитых генов, характерных, как они считают, только для раковых клеток. Тем не менее, работа в этом направлении находится только на начальном этапе.