Ученые определили роль тысяч вариантов гена RAD51C в развитии рака молочной железы и яичников

Ген RAD51С кодирует белок, который играет важную роль в репарации ДНК путем гомологичной рекомбинации. Неудивительно, что наличие мутаций в этом гене характерно для некоторых видов рака, таких как рак молочной железы (РМЖ) и яичников, а комбинация сразу двух патогенных аллелей может привести к тяжелому наследственному генетическому заболеванию — анемии Фанкони. Тем не менее, влияние многих вариантов RAD51С на его функцию и роль в патологических состояниях до сих пор оставалось не выясненным.

Пролить свет на этот вопрос взялась группа ученых из Великобритании и США. Авторы исследования выполнили масштабный анализ 9188 уникальных вариантов гена, применив особый метод «насыщающего геномного редактирования» (saturation genome editing, SGE). Он позволяет получить и изучить практически все возможные однонуклеотидные варианты (single nucleotide variants, SNV) кодирующей последовательности. Для этого в почти гаплоидные клетки человека HAP1 вносят комплекс Cas9/гидРНК и библиотеку с различными вариантами. гидРНК направляет Cas9, вносящую двуцепочечные разрывы, которые чинятся методом гомологичной репарации с последовательностями из библиотеки в качестве образца. Через некоторое время авторы оценивают, насколько представлен в популяции клеток тот или иной вариант, то есть повлиял ли он на жизнедеятельность клетки. Оказалось, что треть из этих SNV — 3094 варианта — вероятно, связана с нарушением функции гена и может вносить вклад в развитие патологий.

Кроме того, авторы идентифицировали миссенс-мутации, представляющие собой гипоморфные аллели, присутствие которых приводит к снижению и частичной потере функции гена, но не полной ее утрате. По словам Ребеки Ольвера-Леон, первого автора исследования из Института Сенгера: «Это исследование показывает, что генетический риск рака молочной железы и яичников — это не простой сценарий “да или нет”, он существует в широком спектре, основанном на том, как генетические изменения влияют на функцию белка. Более полное понимание того, как генетические варианты RAD51C влияют на риск рака, открывает новые возможности для более точного прогнозирования этого риска, разработки стратегий профилактики и потенциально — для таргетной терапии».

Углубленный анализ показал, что некоторые мутации определяют изменение структуры участков белка, критически важных для его функционирования, затрагивая сайты взаимодействия с другими белками и (или) сайты фосфорилирования. Это ценная информация с точки зрения поиска новых терапевтических мишеней и изучения механизмов лекарственной устойчивости раковых клеток.

Сопоставив полученные результаты с данными британского биобанка (UK Biobank), базы ClinVar и большой когорты пациентов с раком яичников и Inherited Cancer Registry (ICARE), ученые подтвердили обнаруженные корреляции между выявленными патогенными вариантами RAD51С и случаями рака.

Таким образом, авторы наглядно продемонстрировали, что различные варианты в гене RAD51С по-разному влияют на его функцию и роль в развитии патологических состояний. По мнению авторов, новое исследование не только подтверждает эффективность метода, но и способствует развитию персонализированных методов лечения.

Найдены генетические варианты, ассоциированные с самоизлечением бокового амиотрофического склероза