新しい研究によると、癌細胞はその破壊的な性質の一部を独特の「ドーナツ型」DNAに起因している可能性があります。
本日（11月20日）Nature誌に発表された研究は、一部の癌細胞では、DNAが健康な細胞のように糸状の構造に詰め込まれていないことを発見しました-むしろ、遺伝物質は輪に折りたたまれます-がんをより攻撃的にするような形です。
カリフォルニア大学サンディエゴ校の病理学教授である共著の著者であるポール・ミッシェル氏は、「DNAはそのシーケンスだけでなくその形でも情報を伝える」と語った。
生物学のクラスから覚えているかもしれませんが、私たちのDNAのほとんどは、染色体と呼ばれる構造で細胞の核内に密に詰め込まれています。ほとんどすべての細胞には23対の染色体があり、それぞれの染色体は約6フィート（1.82メートル）のDNAで構成され、足場として機能するタンパク質のグループの周りにしっかりと巻かれています。
この詰まった構造により、一部の遺伝子は、「読み取り」、遺伝的指示を実行する分子からアクセス可能になり、他の遺伝子は隠されたままになります。その結果、細胞が不必要な遺伝的命令を実行したり、不規則な方法で複製したり（新しい「娘細胞」を作成したり）したりしないようにする高度に制御された機構が生まれます。
「遺伝学について私たちが学んだことはすべて、変化が遅いはずだと言っている」とミッシェルはLive Scienceに語った。しかし、数年前、Mischelと彼のチームは、膠芽腫と呼ばれる特定の種類の脳腫瘍では、腫瘍が「意味のない速度で変化するように見えた」ことを発見しました。腫瘍細胞は娘細胞に分裂したため、腫瘍遺伝子の発現を何らかの形で増幅しているようでした。これは、正常細胞を癌性細胞に変換する遺伝子です。
ミッシェル氏は、これらの増幅された発がん遺伝子のコピーの一部が「染色体から切り離された」ことが判明した。著者が2014年にScience誌に発表した論文によると、染色体から離れて壊れ、細胞内の他のDNAの断片にぶら下がっていました。その後、これらの「染色体外」のDNA断片（ecDNA）が実際に発生することがわかりました人間の癌のほぼ半分で、健康な細胞で検出されることはめったにありません。著者らの発見は、2017年にNature誌に掲載された論文で報告されています。
この新しい研究では、ecDNAがなぜ非常に堅牢であるかを理解しました。イメージングと分子分析の組み合わせにより、これらのDNAの断片が、バクテリアに見られる環状DNAと同様に、タンパク質の周りをリング状に包まれていることが明らかになりました。
このリング形状により、細胞の機械が発がん遺伝子を含む多数の遺伝情報にアクセスしやすくなり、それらを迅速に転写および発現できるようになります（たとえば、健康な細胞にがん化するように指示します）。この容易なアクセス性により、腫瘍細胞は大量の腫瘍促進性癌遺伝子を生成し、急速に進化し、変化する環境に容易に適応できます。
さらに、研究者たちは、正常かつ予期された方法で遺伝子を娘細胞に分割する健康な細胞とは対照的に、これらの癌細胞がecDNAをランダムに分布させることを発見しました。それは「大量の発がん遺伝子をポンピングするための工場」のようなものであり、一部の娘細胞は単一の細胞分裂で発がん遺伝子の複数のコピーを受け取ることになる、とミッシェル氏は語った。
「これは非常にエキサイティングな研究です」と研究に携わっていなかったノースウェスタン大学ルーリー癌センターの癌ゲノム研究センターのディレクターである風水は言った。 「この研究は、ecDNAがヒトの癌の発癌にどのように寄与するかについての概念的な進歩を表しています。」
Mischelと他の研究著者の何人かは、ec-DNAベースの治療法を研究しているBoundless Bio Inc.の共同創設者です。研究の共著者であるVineet Bafnaも共同創設者であり、Digital Proteomics社に出資していますが、著者らはどちらの会社もこの研究に関与していないと主張しています。
