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Mutierte Zellproliferation

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Lesen Sie das faszinierende Buch von Jennifer Doudna über CRISPR. So beschreibt sie seltene Fälle, in denen eine Mutation in einer einzelnen Zelle das für eine genetische Krankheit verantwortliche Gen entfernt. Die Zelle vermehrt sich und die Krankheit wird geheilt. Was ich nicht verstehe ist - teilen sich nicht alle anomalen Zellen auch immer noch und geben die schädliche Mutation an ihre Nachkommen weiter? Wie verdrängt die einzelne gesunde Zelle alle anderen Zellen, um den Patienten zu "heilen".


Es gibt einige Krankheiten, bei denen eine Minderheit normaler Zellen den Organismus retten kann, selbst wenn eine Mehrheit mutierter Zellen vorhanden ist. Ein bisschen wie ein Gruppenurlaub in Kasachstan mit einem Freund, der Kasachisch spricht. Eine ganz andere Erfahrung als ein Urlaub, in dem keiner von Ihnen Kasachisch spricht.

Nehmen Sie zum Beispiel Hämophilie A. Zellen haben ein mutiertes Gen für Faktor 8. Ohne Faktor 8 gerinnt das Blut nicht richtig und Menschen haben Blutungsprobleme. Faktor 8 braucht man nicht viel. Schon ein bisschen kann spontane Blutungen verhindern. Menschen, die heterozygot für Hämophilie A (Träger) sind, sind bei 50% normal. Wenn Sie also mutierte Leberzellen so bearbeiten, dass sie Faktor 8 produzieren könnten, selbst wenn sie nur 10 % der gesamten Zellpopulation der Leber ausmachen, würde ein Faktor 8 den vollständigen Hämophilie-Phänotyp umgehen.

Ebenso metabolische Mutanten - manche Kinder werden geboren, die mit bestimmten Substanzen nicht umgehen können. Phenylketonurie ist die, über die Sie jedes Mal lesen, wenn Sie eine Diät-Cola trinken. Wenn eine Minderheit von Zellen hergestellt werden könnte, die in der Lage sind, mit Phenylalanin umzugehen, würden diese diese Kinder retten, selbst wenn die meisten Zellen es immer noch nicht könnten.


Sprichst du von Menschen?

Denn bei Bakterien wird ein mutiertes Bakterium mit einer nützlichen Mutation die Konkurrenz definitiv verdrängen, oder wenn es "gute Laune" hat (Zellhumor lol) teilt es seine DNA mit den anderen Bakterien.

Aber was die Leute angeht, hast du vollkommen recht. Eine geheilte Zelle wird den Patienten nicht heilen.


Die Rückkehr von ruhenden Metaboliten

Der Übergang von Endothelzellen zwischen Ruhe und Proliferation ist wesentlich für die Regulierung des Gefäßsystems, das Gewebe mit Sauerstoff und Nährstoffen versorgt. Eine Studie zeigt nun, dass der FOXO1-Transkriptionsfaktor die Endothelzellproliferation reguliert, indem er die Spiegel des Metaboliten 2-Hydroxyglutarat kontrolliert.

Für einzellige Organismen wie Bakterien und Hefen ist die Entscheidung, ob sie zirkulieren und eine neue Zelle bilden sollen, relativ einfach: Wenn Nährstoffe reichlich vorhanden sind, teilen, wenn Nährstoffe spärlich sind, stoppen. Für einzellige Organismen spielt das Vorhandensein oder Fehlen von Metaboliten, die als Brennstoffe verwendet werden können, wie Glukose, eine entscheidende Rolle bei der Entscheidung über den Zellzyklus. Im Gegensatz dazu ist bei vielzelligen Organismen ein komplexeres System zur Regulierung der Zellproliferation erforderlich, da sichergestellt werden muss, dass bestimmte Zellen innerhalb eines Organismus selektiv zur Teilung aktiviert werden können, während gleichzeitig sichergestellt werden muss, dass sich andere Zellen nicht übermäßig teilen, wenn Nährstoffe zugeführt werden reichlich 1. Die gewebespezifische Regulation der Proliferation in vielzelligen Organismen wird weitgehend durch den Einsatz von Signalwegen erreicht, die auf zelltypspezifische Mitogene reagieren, um proliferationsinduzierende Kaskaden auszulösen. Im letzten Jahrzehnt haben wegweisende Studien gezeigt, dass proliferationsfördernde Transkriptionsfaktoren wie MYC und p53 nicht nur die Zellteilung, sondern auch die Nährstoffverwertung durch die Induktion der Expression von Enzymen in Stoffwechselwegen induzieren und so den Stoffwechsel reorganisieren, um eine proliferative oder ruhende Zustand 2,3,4 . Für Endothelzellen, die Blutgefäße auskleiden, haben frühere Studien die Bedeutung des FOXO1-Transkriptionsfaktors für die Induktion und Aufrechterhaltung einer Ruhe gezeigt 5 . In einem jetzt in . veröffentlichten Papier Natur Zellbiologie, Andradeet al. zeigen, dass die FOXO1-Aktivierung nicht nur zu Veränderungen der Genexpression, sondern auch zu einem veränderten Metabolom führt 6 . Insbesondere zeigt diese Studie, dass der Metabolit 2-Hydroxyglutarat die Endothelproliferation reguliert und damit die Möglichkeit eines metabolischen Regulationssystems eröffnet, das parallel zu den protein- und kinasebasierten Regulationssystemen funktioniert, die die Entscheidung einer Zelle zum Zyklus steuern.


Inhalt

Mutationen können die Duplikation großer DNA-Abschnitte beinhalten, normalerweise durch genetische Rekombination. [9] Diese Duplikationen sind eine wichtige Quelle für Rohstoffe für die Entwicklung neuer Gene, wobei alle Millionen Jahre Dutzende bis Hunderte von Genen in tierischen Genomen dupliziert werden. [10] Die meisten Gene gehören zu größeren Genfamilien mit gemeinsamer Abstammung, die durch ihre Sequenzhomologie nachweisbar sind. [11] Neuartige Gene werden durch verschiedene Methoden hergestellt, üblicherweise durch die Duplikation und Mutation eines angestammten Gens oder durch die Rekombination von Teilen verschiedener Gene, um neue Kombinationen mit neuen Funktionen zu bilden. [12] [13]

Proteindomänen fungieren hier als Module mit jeweils einer bestimmten und unabhängigen Funktion, die miteinander vermischt werden können, um Gene zu produzieren, die für neue Proteine ​​mit neuartigen Eigenschaften kodieren. [14] Zum Beispiel verwendet das menschliche Auge vier Gene, um Strukturen zu erzeugen, die Licht wahrnehmen: drei für das Zapfen- oder Farbsehen und eines für das Stäbchen- oder Nachtsehen, alle vier stammen aus einem einzigen Vorfahren-Gen. [15] Ein weiterer Vorteil der Duplizierung eines Gens (oder sogar eines gesamten Genoms) besteht darin, dass dies die technische Redundanz erhöht, wodurch einem Gen im Paar eine neue Funktion zuerkannt wird, während die andere Kopie die ursprüngliche Funktion ausführt. [16] [17] Andere Mutationsarten erzeugen gelegentlich neue Gene aus zuvor nicht kodierender DNA. [18] [19]

Veränderungen der Chromosomenzahl können noch größere Mutationen beinhalten, bei denen DNA-Segmente innerhalb der Chromosomen brechen und sich dann neu anordnen. Bei den Homininae zum Beispiel, zwei Chromosomen fusioniert, um das menschliche Chromosom 2 zu erzeugen, trat diese Fusion in der Abstammung der anderen Affen nicht auf, und sie behalten diese separaten Chromosomen bei. [20] In der Evolution könnte die wichtigste Rolle solcher Chromosomenumlagerungen darin bestehen, die Divergenz einer Population in neue Arten zu beschleunigen, indem die Wahrscheinlichkeit einer Kreuzung zwischen Populationen verringert wird, wodurch genetische Unterschiede zwischen diesen Populationen erhalten bleiben. [21]

DNA-Sequenzen, die sich im Genom bewegen können, wie Transposons, machen einen Großteil des genetischen Materials von Pflanzen und Tieren aus und könnten für die Evolution von Genomen wichtig gewesen sein. [22] Zum Beispiel sind im menschlichen Genom mehr als eine Million Kopien der Alu-Sequenz vorhanden, und diese Sequenzen wurden nun rekrutiert, um Funktionen wie die Regulierung der Genexpression zu erfüllen. [23] Ein weiterer Effekt dieser mobilen DNA-Sequenzen besteht darin, dass sie, wenn sie sich innerhalb eines Genoms bewegen, vorhandene Gene mutieren oder löschen und dadurch genetische Vielfalt erzeugen können. [6]

Nicht-tödliche Mutationen häufen sich im Genpool an und erhöhen die genetische Variation. [24] Die Häufigkeit einiger genetischer Veränderungen innerhalb des Genpools kann durch natürliche Selektion reduziert werden, während sich andere „günstigere“ Mutationen anhäufen und zu adaptiven Veränderungen führen können.

Zum Beispiel kann ein Schmetterling Nachkommen mit neuen Mutationen produzieren. Die meisten dieser Mutationen haben keine Wirkung, aber man könnte die Farbe eines der Nachkommen des Schmetterlings ändern, was es für Raubtiere schwieriger (oder einfacher) macht, sie zu sehen. Wenn diese Farbänderung von Vorteil ist, sind die Überlebenschancen dieses Schmetterlings und die Produktion eigener Nachkommen etwas besser, und im Laufe der Zeit kann die Anzahl der Schmetterlinge mit dieser Mutation einen größeren Prozentsatz der Population ausmachen.

Neutrale Mutationen werden als Mutationen definiert, deren Auswirkungen die Fitness eines Individuums nicht beeinflussen. Diese können im Laufe der Zeit aufgrund genetischer Drift an Häufigkeit zunehmen. Es wird angenommen, dass die überwältigende Mehrheit der Mutationen keinen signifikanten Einfluss auf die Fitness eines Organismus hat. [25] [26] Außerdem sind DNA-Reparaturmechanismen in der Lage, die meisten Veränderungen zu reparieren, bevor sie zu dauerhaften Mutationen werden, und viele Organismen verfügen über Mechanismen, um ansonsten dauerhaft mutierte Körperzellen zu eliminieren.

Nützliche Mutationen können den Fortpflanzungserfolg verbessern. [27] [28]

Vier Mutationsklassen sind (1) spontane Mutationen (molekularer Zerfall), (2) Mutationen aufgrund einer fehleranfälligen Replikationsumgehung natürlich vorkommender DNA-Schäden (auch als fehleranfällige Transläsionssynthese bezeichnet), (3) während der DNA-Reparatur eingeführte Fehler, und (4) induzierte Mutationen, die durch Mutagene verursacht werden. Wissenschaftler können auch absichtlich mutierte Sequenzen durch DNA-Manipulation einführen, um wissenschaftliche Experimente zu ermöglichen.

Eine Studie aus dem Jahr 2017 behauptete, dass 66 % der krebserregenden Mutationen zufällig sind, 29 % auf die Umwelt zurückzuführen sind (die untersuchte Bevölkerung umfasst 69 Länder) und 5 % vererbt werden. [29]

Menschen geben durchschnittlich 60 neue Mutationen an ihre Kinder weiter, aber Väter geben je nach Alter mehr Mutationen weiter, da jedes Jahr zwei neue Mutationen zu einem Kind hinzugefügt werden. [30]

Spontane Mutation Bearbeiten

Spontane Mutationen selbst bei einer gesunden, nicht kontaminierten Zelle mit einer Wahrscheinlichkeit ungleich Null auftreten. Es wird geschätzt, dass natürlich vorkommende oxidative DNA-Schäden beim Menschen 10.000 Mal pro Zelle pro Tag und 100.000 Mal pro Zelle pro Tag bei Ratten auftreten. [31] Spontane Mutationen können durch die spezifische Veränderung charakterisiert werden: [32]

    – Eine Base wird durch die Neupositionierung eines Wasserstoffatoms verändert, wodurch das Wasserstoffbrückenmuster dieser Base verändert wird, was zu einer falschen Basenpaarung während der Replikation führt. [33] – Verlust einer Purinbase (A oder G) zur Bildung einer apurinischen Stelle (AP-Stelle). – Durch Hydrolyse wird eine normale Base in eine atypische Base umgewandelt, die eine Ketogruppe anstelle der ursprünglichen Amingruppe enthält. Beispiele sind C → U und A → HX (Hypoxanthin), die durch DNA-Reparaturmechanismen korrigiert werden können und 5MeC (5-Methylcytosin) → T, das weniger wahrscheinlich als Mutation erkannt wird, da Thymin eine normale DNA-Base ist. – Denaturierung des neuen Strangs aus der Matrize während der Replikation, gefolgt von Renaturierung an anderer Stelle („slipping“). Dies kann zu Einfügungen oder Löschungen führen.

Fehleranfällige Replikationsumgehung Bearbeiten

Es gibt zunehmend Hinweise darauf, dass die Mehrzahl der spontan auftretenden Mutationen auf fehleranfällige Replikation (Transläsionssynthese) nach DNA-Schäden im Template-Strang zurückzuführen sind. Bei Mäusen werden die meisten Mutationen durch Transläsionssynthese verursacht. [34] In ähnlicher Weise haben Kunz et al. [35] fanden heraus, dass mehr als 60 % der spontanen Substitutionen und Deletionen einzelner Basenpaare durch Transläsionssynthese verursacht wurden.

Fehler, die während der DNA-Reparatur eingeführt wurden Bearbeiten

Obwohl natürlich vorkommende Doppelstrangbrüche in der DNA relativ selten vorkommen, führt ihre Reparatur häufig zu Mutationen. Nichthomologes End Joining (NHEJ) ist ein wichtiger Weg zur Reparatur von Doppelstrangbrüchen. NHEJ beinhaltet das Entfernen einiger Nukleotide, um eine etwas ungenaue Ausrichtung der beiden Enden zum Wiederverbinden zu ermöglichen, gefolgt von der Zugabe von Nukleotiden, um Lücken zu füllen. Als Konsequenz führt NHEJ oft Mutationen ein. [36]

Induzierte Mutation Bearbeiten

Induzierte Mutationen sind Veränderungen im Gen, nachdem es mit Mutagenen und umweltbedingten Ursachen in Kontakt gekommen ist.

Induzierte Mutationen auf molekularer Ebene können folgende Ursachen haben:

  • Chemikalien (z. B. Bromdesoxyuridin (BrdU)) (z. B. n-ethyl-n-Nitrosoharnstoff (ENU). Diese Mittel können sowohl replizierende als auch nicht replizierende DNA mutieren. Im Gegensatz dazu kann ein Basenanalogon die DNA nur mutieren, wenn das Analogon bei der Replikation der DNA eingebaut wird. Jede dieser Klassen chemischer Mutagene hat bestimmte Wirkungen, die dann zu Übergängen, Transversionen oder Deletionen führen.
  • Wirkstoffe, die DNA-Addukte bilden (z. B. Ochratoxin A) [38]
  • DNA-interkalierende Agentien (z. B. Ethidiumbromid) wandeln Amingruppen an A und C in Diazogruppen um, wodurch ihre Wasserstoffbindungsmuster verändert werden, was zu einer falschen Basenpaarung während der Replikation führt.
    Licht (UV) (einschließlich nichtionisierender Strahlung). Zwei Nukleotidbasen in der DNA – Cytosin und Thymin – sind am anfälligsten für Strahlung, die ihre Eigenschaften verändern kann. UV-Licht kann dazu führen, dass benachbarte Pyrimidinbasen in einem DNA-Strang kovalent als Pyrimidin-Dimer verbunden werden. Auch UV-Strahlung, insbesondere längerwellige UVA, kann die DNA oxidativ schädigen. [39] . Die Exposition gegenüber ionisierender Strahlung wie Gammastrahlung kann zu Mutationen führen, die möglicherweise zu Krebs oder zum Tod führen.

Während früher Mutationen als zufällig oder mutagen-induzierte Mutationen angenommen wurden, wurden molekulare Mutationsmechanismen in Bakterien und im gesamten Lebensbaum entdeckt. Wie S. Rosenberg feststellt, „zeigen diese Mechanismen ein Bild einer hochregulierten Mutagenese, die durch Stressreaktionen zeitlich hochreguliert und aktiviert wird, wenn Zellen/Organismen an ihre Umgebung – wenn sie gestresst sind – schlecht angepasst sind und die Anpassung möglicherweise beschleunigen.“ [40] Da es sich um selbstinduzierte mutagene Mechanismen handelt, die die Anpassungsrate von Organismen erhöhen, wurden sie manchmal als adaptive Mutagenesemechanismen bezeichnet und umfassen die SOS-Reaktion bei Bakterien, [41] ektope intrachromosomale Rekombination [42] und andere chromosomale Ereignisse wie Duplikate. [40]

Nach Auswirkung auf die Struktur Bearbeiten

Die Sequenz eines Gens kann auf verschiedene Weise verändert werden. [44] Genmutationen haben unterschiedliche Auswirkungen auf die Gesundheit, je nachdem, wo sie vorkommen und ob sie die Funktion von essentiellen Proteinen verändern. Mutationen in der Struktur von Genen können in verschiedene Typen eingeteilt werden.

Groß angelegte Mutationen Bearbeiten

Groß angelegte Mutationen in der chromosomalen Struktur umfassen:

  • Amplifikationen (oder Genduplikationen) oder Wiederholung eines Chromosomenabschnitts oder das Vorhandensein eines zusätzlichen Stücks eines Chromosoms gebrochenes Stück eines Chromosoms kann an ein homologes oder nicht-homologes Chromosom angelagert werden, so dass einige der Gene in mehr als zwei Dosen vorhanden sind auf mehrere Kopien aller chromosomalen Regionen, wodurch die Dosis der darin befindlichen Gene erhöht wird.
  • Deletionen großer Chromosomenregionen, die zum Verlust der Gene innerhalb dieser Regionen führen.
  • Mutationen, deren Wirkung darin besteht, zuvor getrennte DNA-Stücke gegenüberzustellen, wodurch möglicherweise getrennte Gene zusammengebracht werden, um funktionell unterschiedliche Fusionsgene (z. B. bcr-abl) zu bilden.
  • Große Veränderungen der Chromosomenstruktur, die als Chromosomenumlagerung bezeichnet werden, können zu einer Abnahme der Fitness, aber auch zu Artbildung in isolierten Inzuchtpopulationen führen. Diese beinhalten:
      : Austausch genetischer Teile von nichthomologen Chromosomen. : Umkehrung der Orientierung eines chromosomalen Segments.
  • Nicht-homologes chromosomales Crossover.
  • Interstitielle Deletionen: eine intrachromosomale Deletion, die ein DNA-Segment von einem einzelnen Chromosom entfernt und dadurch zuvor entfernte Gene anlagert. Zum Beispiel wurde festgestellt, dass Zellen, die aus einem menschlichen Astrozytom, einer Art von Hirntumor, isoliert wurden, eine chromosomale Deletion entfernende Sequenz zwischen dem Fused in Glioblastoma (FIG)-Gen und der Rezeptor-Tyrosinkinase (ROS) aufweisen, die ein Fusionsprotein produziert (FIG- ROS). Das abnormale FIG-ROS-Fusionsprotein weist eine konstitutiv aktive Kinaseaktivität auf, die eine onkogene Transformation (eine Transformation von normalen Zellen zu Krebszellen) verursacht.
  • Mutationen im kleinen Maßstab Bearbeiten

    Kleine Mutationen betreffen ein Gen in einem oder wenigen Nukleotiden. (Wenn nur ein einzelnes Nukleotid betroffen ist, werden sie Punktmutationen genannt.) Kleine Mutationen umfassen:

      Fügen Sie ein oder mehrere zusätzliche Nukleotide in die DNA ein. Sie werden normalerweise durch transponierbare Elemente oder Fehler bei der Replikation sich wiederholender Elemente verursacht. Insertionen in die kodierende Region eines Gens können das Spleißen der mRNA verändern (Spleißstellen-Mutation) oder eine Verschiebung des Leserahmens (Leserasterverschiebung) verursachen, die beide das Genprodukt signifikant verändern können. Einfügungen können durch Ausschneiden des transponierbaren Elements rückgängig gemacht werden. ein oder mehrere Nukleotide aus der DNA entfernen. Wie Insertionen können diese Mutationen den Leserahmen des Gens verändern. Im Allgemeinen sind sie irreversibel: Obwohl theoretisch genau die gleiche Sequenz durch eine Insertion wiederhergestellt werden könnte, können transponierbare Elemente eine sehr kurze Deletion (z. B. 1-2 Basen) in . umkehren irgendein Standort entweder sehr unwahrscheinlich oder gar nicht vorhanden sind. , die oft durch Chemikalien oder eine Fehlfunktion der DNA-Replikation verursacht werden, tauschen ein einzelnes Nukleotid gegen ein anderes aus. [45] Diese Veränderungen werden als Übergänge oder Transversionen klassifiziert. [46] Am häufigsten ist der Übergang, bei dem ein Purin gegen ein Purin (A G) oder ein Pyrimidin gegen ein Pyrimidin (C ↔ T) ausgetauscht wird. Ein Übergang kann durch salpetrige Säure, Basenfehlpaarungen oder mutagene Basenanaloga wie BrdU verursacht werden. Seltener ist eine Transversion, bei der ein Purin gegen ein Pyrimidin oder ein Pyrimidin gegen ein Purin ausgetauscht wird (C/T ↔ A/G). Ein Beispiel für eine Transversion ist die Umwandlung von Adenin (A) in ein Cytosin (C). Punktmutationen sind Modifikationen einzelner Basenpaare der DNA oder anderer kleiner Basenpaare innerhalb eines Gens. Eine Punktmutation kann durch eine andere Punktmutation rückgängig gemacht werden, bei der das Nukleotid in seinen ursprünglichen Zustand zurückversetzt wird (echte Reversion) oder durch eine Second-Site-Reversion (eine komplementäre Mutation an anderer Stelle, die zu einer wiedererlangten Genfunktionalität führt). Wie unten diskutiert, können Punktmutationen, die innerhalb der proteinkodierenden Region eines Gens auftreten, als synonyme oder nicht synonyme Substitutionen klassifiziert werden, wobei letztere wiederum in Missense- oder Nonsense-Mutationen unterteilt werden können.

    Nach Einfluss auf die Proteinsequenz Bearbeiten

    Die Auswirkung einer Mutation auf die Proteinsequenz hängt teilweise davon ab, wo sie im Genom auftritt, insbesondere ob sie sich in einer kodierenden oder nicht kodierenden Region befindet. Mutationen in den nicht-kodierenden regulatorischen Sequenzen eines Gens, wie zum Beispiel Promotoren, Enhancer und Silencer, können das Ausmaß der Genexpression verändern, verändern jedoch die Proteinsequenz mit geringerer Wahrscheinlichkeit. Mutationen innerhalb von Introns und in Regionen ohne bekannte biologische Funktion (z. B. Pseudogene, Retrotransposons) sind im Allgemeinen neutral und haben keinen Einfluss auf den Phänotyp – obwohl Intronmutationen das Proteinprodukt verändern könnten, wenn sie das mRNA-Spleißen beeinflussen.

    Mutationen, die in kodierenden Regionen des Genoms auftreten, verändern eher das Proteinprodukt und können nach ihrer Wirkung auf die Aminosäuresequenz kategorisiert werden:

    • Eine Frameshift-Mutation wird durch die Insertion oder Deletion einer Anzahl von Nukleotiden verursacht, die aus einer DNA-Sequenz nicht gleichmäßig durch drei teilbar sind. Aufgrund der Triplettnatur der Genexpression durch Codons kann die Insertion oder Deletion den Leserahmen oder die Gruppierung der Codons unterbrechen, was zu einer völlig anderen Translation als das Original führt. [47] Je früher in der Sequenz die Deletion oder Insertion erfolgt, desto stärker verändert sich das produzierte Protein. (Zum Beispiel kodiert der Code CCU GAC UAC CUA für die Aminosäuren Prolin, Asparaginsäure, Tyrosin und Leucin.Wenn das U in CCU deletiert wurde, wäre die resultierende Sequenz CCG ACU ACC UAx, die stattdessen für Prolin, Threonin, Threonin und einen Teil einer anderen Aminosäure oder vielleicht ein Stoppcodon kodieren würde (wobei das x für das folgende Nukleotid steht) .) Im Gegensatz dazu heißt jede Einfügung oder Löschung, die durch drei teilbar ist, als an In-Frame-Mutation.
    • Eine Punktsubstitutionsmutation führt zu einer Änderung eines einzelnen Nukleotids und kann entweder synonym oder nicht synonym sein.
      • Eine synonyme Substitution ersetzt ein Codon durch ein anderes Codon, das für dieselbe Aminosäure kodiert, so dass die erzeugte Aminosäuresequenz nicht verändert wird. Synonyme Mutationen treten aufgrund der degenerierten Natur des genetischen Codes auf. Wenn diese Mutation zu keinen phänotypischen Effekten führt, wird sie als stumm bezeichnet, aber nicht alle synonymen Substitutionen sind stumm. (Es kann auch stille Mutationen in Nukleotiden außerhalb der kodierenden Regionen wie den Introns geben, da die genaue Nukleotidsequenz nicht so entscheidend ist wie in den kodierenden Regionen, aber diese werden nicht als synonyme Substitutionen betrachtet.)
      • Eine nicht-synonyme Substitution ersetzt ein Codon durch ein anderes Codon, das für eine andere Aminosäure kodiert, so dass die erzeugte Aminosäuresequenz modifiziert wird. Nichtsynonyme Substitutionen können als Nonsense- oder Missense-Mutationen klassifiziert werden:
        • Eine Missense-Mutation verändert ein Nukleotid, um eine Substitution einer anderen Aminosäure zu bewirken. Dies kann wiederum das resultierende Protein funktionsunfähig machen. Solche Mutationen sind für Krankheiten wie Epidermolysis bullosa, Sichelzellenanämie und SOD1-vermittelte ALS verantwortlich. [48] ​​Wenn andererseits eine Missense-Mutation in einem Aminosäurecodon auftritt, die zur Verwendung einer anderen, aber chemisch ähnlichen Aminosäure führt, wird das Protein manchmal wenig oder gar nicht verändert. Beispielsweise kodiert ein Wechsel von AAA zu AGA Arginin, ein chemisch ähnliches Molekül wie das beabsichtigte Lysin. Im letzteren Fall hat die Mutation wenig oder keine Auswirkung auf den Phänotyp und ist daher neutral.
        • Eine Nonsense-Mutation ist eine Punktmutation in einer DNA-Sequenz, die zu einem vorzeitigen Stop-Codon oder a . führt Unsinn codon in der transkribierten mRNA und möglicherweise ein verkürztes und oft nicht funktionsfähiges Proteinprodukt. Diese Art von Mutation wurde mit verschiedenen Krankheiten in Verbindung gebracht, wie zum Beispiel der angeborenen Nebennierenhyperplasie. (Siehe Stop-Codon.)

        Durch Auswirkung auf Funktion Bearbeiten

        • Mutationen mit Funktionsverlust, auch inaktivierende Mutationen genannt, führen dazu, dass das Genprodukt eine geringere oder keine Funktion hat (teilweise oder vollständig inaktiviert wird). Wenn das Allel einen vollständigen Funktionsverlust aufweist (Null-Allel), wird es im Muller-Morphs-Schema oft als amorph oder amorphe Mutation bezeichnet. Phänotypen, die mit solchen Mutationen verbunden sind, sind meistens rezessiv. Ausnahmen sind, wenn der Organismus haploid ist oder wenn die reduzierte Dosis eines normalen Genprodukts für einen normalen Phänotyp nicht ausreicht (dies wird als Haploinsuffizienz bezeichnet). Mutationen, auch aktivierende Mutationen genannt, verändern das Genprodukt so, dass seine Wirkung stärker wird (verstärkte Aktivierung) oder sogar durch eine andere und abnorme Funktion ersetzt wird. Wenn das neue Allel erzeugt wird, exprimiert eine Heterozygote, die das neu erzeugte Allel sowie das Original enthält, das neue Allel genetisch, was die Mutationen als dominante Phänotypen definiert. Mehrere von Mullers Morphen entsprechen einem Funktionsgewinn, einschließlich Hypermorph (erhöhte Genexpression) und Neomorph (neuartige Funktion). Im Dezember 2017 hob die US-Regierung ein 2014 eingeführtes vorübergehendes Verbot auf, das die Bundesförderung für alle neuen Experimente zur "Funktionsverstärkung" verbot, die Krankheitserreger "wie die Vogelgrippe, SARS und das Nahost-Atemwegssyndrom oder MERS-Viren" verstärken. [49][50]
        • Dominante negative Mutationen (auch antimorphe Mutationen genannt) haben ein verändertes Genprodukt, das antagonistisch zum Wildtyp-Allel wirkt. Diese Mutationen führen normalerweise zu einer veränderten molekularen Funktion (oft inaktiv) und sind durch einen dominanten oder semidominanten Phänotyp gekennzeichnet. Beim Menschen wurden dominant negative Mutationen mit Krebs in Verbindung gebracht (z. B. Mutationen in den Genen p53, [51]ATM, [52]CEBPA[53] und PPARgamma[54] ). Das Marfan-Syndrom wird durch Mutationen im FBN1 Gen, das sich auf Chromosom 15 befindet und für Fibrillin-1 kodiert, eine Glykoproteinkomponente der extrazellulären Matrix. [55] Das Marfan-Syndrom ist auch ein Beispiel für dominante negative Mutation und Haploinsuffizienz. [56][57] , nach der Mullerian-Klassifikation, sind durch veränderte Genprodukte gekennzeichnet, die im Vergleich zum Wildtyp-Allel mit einer verringerten Genexpression wirken. Normalerweise sind hypomorphe Mutationen rezessiv, aber Haploinsuffizienz führt dazu, dass einige Allele dominant sind. sind durch die Kontrolle der Synthese neuer Proteinprodukte gekennzeichnet. sind Mutationen, die zum Tod der Organismen führen, die die Mutationen tragen.
        • Eine Rückmutation oder Reversion ist eine Punktmutation, die die ursprüngliche Sequenz und damit den ursprünglichen Phänotyp wiederherstellt. [58]

        Nach Auswirkung auf die Fitness (schädliche, nützliche, neutrale Mutationen) Bearbeiten

        In der Genetik ist es manchmal nützlich, Mutationen als entweder zu klassifizieren schädlich oder nützlich (oder neutral):

        • Eine schädliche oder schädliche Mutation verringert die Fitness des Organismus. Viele, aber nicht alle Mutationen in essentiellen Genen sind schädlich (wenn eine Mutation die Aminosäuresequenz in einem essentiellen Protein nicht verändert, ist sie in den meisten Fällen harmlos).
        • Eine vorteilhafte oder vorteilhafte Mutation erhöht die Fitness des Organismus. Beispiele sind Mutationen, die zu Antibiotikaresistenzen bei Bakterien führen (die für Bakterien von Vorteil sind, aber normalerweise nicht für den Menschen).
        • Eine neutrale Mutation hat keine schädliche oder positive Wirkung auf den Organismus. Solche Mutationen treten in konstanter Geschwindigkeit auf und bilden die Grundlage für die molekulare Uhr. In der neutralen Theorie der molekularen Evolution liefern neutrale Mutationen genetische Drift als Grundlage für die meisten Variationen auf molekularer Ebene. Bei Tieren oder Pflanzen sind die meisten Mutationen neutral, da die überwiegende Mehrheit ihrer Genome entweder nicht kodiert oder aus sich wiederholenden Sequenzen besteht, die keine offensichtliche Funktion haben ("Junk-DNA"). [59]

        Groß angelegte quantitative Mutagenese-Screens, in dem Tausende von Millionen von Mutationen getestet werden, stellen ausnahmslos fest, dass ein größerer Teil der Mutationen schädliche Auswirkungen hat, aber immer auch eine Reihe von nützlichen Mutationen zurückgibt. Zum Beispiel in einem Screen aller Gendeletionen in E coli, 80 % der Mutationen waren negativ, aber 20 % positiv, obwohl viele einen sehr geringen Einfluss auf das Wachstum hatten (je nach Zustand). [60] Beachten Sie, dass Gen Löschungen beinhalten die Entfernung ganzer Gene, so dass Punktmutationen fast immer einen viel geringeren Effekt haben. In einem ähnlichen Bildschirm in Streptococcus pneumoniae, aber diesmal mit Transposon-Insertionen wurden 76 % der Insertionsmutanten als neutral eingestuft, 16 % hatten eine deutlich reduzierte Fitness, aber 6 % waren vorteilhaft. [61]

        Diese Klassifizierung ist offensichtlich relativ und etwas künstlich: Eine schädliche Mutation kann sich schnell in eine nützliche Mutation verwandeln, wenn sich die Bedingungen ändern. Zum Beispiel sind die Mutationen, die bei Kaukasiern zu hellerer Haut führten, in Regionen von Vorteil, die der Sonne weniger ausgesetzt sind, aber in Regionen in der Nähe des Äquators schädlich. Außerdem gibt es einen Gradienten von schädlich/nützlich zu neutral, da viele Mutationen kleine und meist vernachlässigbare Auswirkungen haben können, aber unter bestimmten Bedingungen relevant werden. Außerdem werden viele Merkmale durch Hunderte von Genen (oder Loci) bestimmt, sodass jeder Locus nur einen geringen Einfluss hat. Zum Beispiel wird die menschliche Körpergröße durch Hunderte genetischer Varianten („Mutationen“) bestimmt, aber jede von ihnen hat einen sehr geringen Einfluss auf die Körpergröße, [62] abgesehen von den Auswirkungen der Ernährung. Die Höhe (oder Größe) selbst kann mehr oder weniger vorteilhaft sein, wie die große Bandbreite an Größen bei Tier- oder Pflanzengruppen zeigt.

        Verteilung der Fitnesseffekte (DFE) Bearbeiten

        Es wurden Versuche unternommen, die Verteilung von Fitnesseffekten (DFE) unter Verwendung von Mutageneseexperimenten und theoretischen Modellen, die auf molekulare Sequenzdaten angewendet wurden, abzuleiten. DFE, wie es verwendet wird, um die relative Häufigkeit verschiedener Mutationstypen (dh stark schädlich, nahezu neutral oder vorteilhaft) zu bestimmen, ist für viele evolutionäre Fragen relevant, z. [64] die Aufrechterhaltung der Auskreuzung der sexuellen Fortpflanzung im Gegensatz zur Inzucht [65] und die Evolution des Geschlechts und der genetischen Rekombination. [66] DFE kann auch verfolgt werden, indem die Schiefe der Verteilung von Mutationen mit vermeintlich schweren Auswirkungen im Vergleich zur Verteilung von Mutationen mit vermeintlich leichter oder fehlender Wirkung verfolgt wird. [67] Zusammenfassend spielt die DFE eine wichtige Rolle bei der Vorhersage der Evolutionsdynamik. [68] [69] Zur Untersuchung des DFE wurden verschiedene Ansätze verwendet, einschließlich theoretischer, experimenteller und analytischer Methoden.

        • Mutagenese-Experiment: Die direkte Methode zur Untersuchung des DFE besteht darin, Mutationen zu induzieren und dann die Effekte der Mutationsfitness zu messen, was bereits bei Viren, Bakterien, Hefen und Drosophila. Zum Beispiel verwendeten die meisten Studien des DFE in Viren ortsgerichtete Mutagenese, um Punktmutationen zu erzeugen und die relative Fitness jeder Mutante zu messen. [70][71][72][73] In Escherichia coli, verwendete eine Studie Transposon-Mutagenese, um die Eignung einer zufälligen Insertion eines Derivats von Tn10 direkt zu messen. [74] In Hefe wurde ein kombinierter Mutagenese- und Tiefensequenzierungsansatz entwickelt, um qualitativ hochwertige systematische Mutantenbibliotheken zu generieren und die Fitness im Hochdurchsatz zu messen. [75] Da jedoch viele Mutationen Auswirkungen haben, die zu gering sind, um nachgewiesen zu werden [76] und dass Mutageneseexperimente nur Mutationen mit mäßig großer Wirkung nachweisen können, kann die DNA-Sequenzanalyse wertvolle Informationen über diese Mutationen liefern.
        • Molekulare Sequenzanalyse: Mit der rasanten Entwicklung der DNA-Sequenzierungstechnologie ist eine enorme Menge an DNA-Sequenzdaten verfügbar und in Zukunft noch mehr. Es wurden verschiedene Verfahren entwickelt, um die DFE aus DNA-Sequenzdaten abzuleiten. [77][78][79][80] Durch die Untersuchung von DNA-Sequenzunterschieden innerhalb und zwischen Spezies sind wir in der Lage, verschiedene Eigenschaften des DFE für neutrale, schädliche und vorteilhafte Mutationen abzuleiten. [24] Konkret erlaubt uns der Ansatz der DNA-Sequenzanalyse, die Auswirkungen von Mutationen mit sehr kleinen Effekten abzuschätzen, die durch Mutagenese-Experimente kaum nachweisbar sind.

        Eine der frühesten theoretischen Studien zur Verteilung von Fitnesseffekten wurde von Motoo Kimura, einem einflussreichen theoretischen Populationsgenetiker, durchgeführt. Seine neutrale Theorie der molekularen Evolution schlägt vor, dass die meisten neuen Mutationen hochgradig schädlich sein werden, wobei ein kleiner Bruchteil neutral ist. [81] [25] Hiroshi Akashi schlug vor kurzem ein bimodales Modell für das DFE vor, bei dem sich die Modi um hochgradig schädliche und neutrale Mutationen zentrieren. [82] Beide Theorien stimmen darin überein, dass die überwiegende Mehrheit der neuen Mutationen neutral oder schädlich und vorteilhafte Mutationen selten sind, was durch experimentelle Ergebnisse gestützt wurde. Ein Beispiel ist eine Studie zum DFE von zufälligen Mutationen im vesikulären Stomatitisvirus. [70] Von allen Mutationen waren 39,6 % tödlich, 31,2 % nicht tödlich schädlich und 27,1 % neutral. Ein weiteres Beispiel stammt aus einem Hochdurchsatz-Mutagenese-Experiment mit Hefe. [75] In diesem Experiment wurde gezeigt, dass die DFE insgesamt bimodal ist, mit einem Cluster neutraler Mutationen und einer breiten Verteilung schädlicher Mutationen.

        Obwohl relativ wenige Mutationen vorteilhaft sind, spielen diejenigen, die es sind, eine wichtige Rolle bei evolutionären Veränderungen. [83] Wie neutrale Mutationen können schwach selektierte vorteilhafte Mutationen aufgrund zufälliger genetischer Drift verloren gehen, aber stark selektierte vorteilhafte Mutationen werden eher fixiert. Die Kenntnis der DFE von vorteilhaften Mutationen kann zu einer verbesserten Fähigkeit führen, die evolutionäre Dynamik vorherzusagen. Theoretische Arbeiten zum DFE für vorteilhafte Mutationen wurden von John H. Gillespie [84] und H. Allen Orr durchgeführt. [85] Sie schlugen vor, dass die Verteilung vorteilhafter Mutationen unter einer Vielzahl von Bedingungen exponentiell sein sollte, was im Allgemeinen durch experimentelle Studien gestützt wurde, zumindest für stark selektierte vorteilhafte Mutationen. [86] [87] [88]

        Im Allgemeinen wird akzeptiert, dass die Mehrheit der Mutationen neutral oder schädlich sind, wobei vorteilhafte Mutationen selten sind, der Anteil der Mutationsarten jedoch zwischen den Arten variiert. Dies weist auf zwei wichtige Punkte hin: Erstens variiert der Anteil effektiv neutraler Mutationen wahrscheinlich zwischen Spezies, was aus der Abhängigkeit von der effektiven Populationsgröße resultiert, zweitens variiert die durchschnittliche Wirkung schädlicher Mutationen dramatisch zwischen Spezies. [24] Darüber hinaus unterscheidet sich das DFE auch zwischen kodierenden Regionen und nicht-kodierenden Regionen, wobei das DFE von nicht-kodierender DNA schwächer selektierte Mutationen enthält. [24]

        Durch Vererbung Bearbeiten

        Bei vielzelligen Organismen mit dedizierten Fortpflanzungszellen können Mutationen in Keimbahnmutationen, die über ihre Fortpflanzungszellen an die Nachkommen weitergegeben werden können, und somatische Mutationen (auch erworbene Mutationen genannt) [89], die Zellen außerhalb der dedizierten Fortpflanzungsgruppe betreffen, und die normalerweise nicht an Nachkommen weitergegeben werden.

        Diploide Organismen (z. B. Menschen) enthalten zwei Kopien jedes Gens – ein väterliches und ein mütterliches Allel. Basierend auf dem Auftreten von Mutationen auf jedem Chromosom können wir Mutationen in drei Typen einteilen. Ein Wildtyp- oder homozygoter nicht mutierter Organismus ist einer, in dem keines der Allel mutiert ist.

        • Eine heterozygote Mutation ist eine Mutation nur eines Allels.
        • Eine homozygote Mutation ist eine identische Mutation sowohl der väterlichen als auch der mütterlichen Allele. Mutationen oder eine genetische Verbindung besteht aus zwei verschiedenen Mutationen in den väterlichen und mütterlichen Allelen. [90]

        Keimbahnmutation Bearbeiten

        Eine Keimbahnmutation in den Fortpflanzungszellen eines Individuums führt zu a konstitutionelle Mutation bei den Nachkommen, also eine Mutation, die in jeder Zelle vorhanden ist. Eine konstitutionelle Mutation kann auch sehr bald nach der Befruchtung auftreten oder von einer vorherigen konstitutionellen Mutation bei einem Elternteil fortgeführt werden. [91] Eine Keimbahnmutation kann durch nachfolgende Generationen von Organismen weitergegeben werden.

        Die Unterscheidung zwischen Keimbahn- und somatischen Mutationen ist bei Tieren wichtig, die eine eigene Keimbahn haben, um Fortpflanzungszellen zu produzieren. Es ist jedoch von geringem Wert, um die Auswirkungen von Mutationen in Pflanzen zu verstehen, denen eine eigene Keimbahn fehlt. Die Unterscheidung ist auch bei Tieren, die sich durch Mechanismen wie Knospung ungeschlechtlich fortpflanzen, verwischt, da die Zellen, aus denen die Tochterorganismen hervorgehen, auch die Keimbahn dieses Organismus hervorbringen.

        Eine neue Keimbahnmutation, die nicht von einem der Elternteile geerbt wird, wird als a . bezeichnet de novo Mutation.

        Somatische Mutation Bearbeiten

        Eine Veränderung der genetischen Struktur, die nicht von einem Elternteil vererbt und auch nicht an die Nachkommen weitergegeben wird, wird als somatische Mutation bezeichnet. [89] Somatische Mutationen werden nicht von den Nachkommen eines Organismus vererbt, da sie die Keimbahn nicht beeinflussen. Sie werden jedoch während der Mitose an alle Nachkommen einer mutierten Zelle innerhalb desselben Organismus weitergegeben. Ein Großteil eines Organismus könnte daher dieselbe Mutation tragen. Diese Arten von Mutationen werden normalerweise durch Umwelteinflüsse wie ultraviolette Strahlung oder die Exposition gegenüber bestimmten schädlichen Chemikalien ausgelöst und können Krankheiten wie Krebs verursachen. [92]

        Bei Pflanzen können einige somatische Mutationen ohne Samenproduktion vermehrt werden, zum Beispiel durch Pfropfen und Stängelstecklinge. Diese Art von Mutation hat zu neuen Obstsorten geführt, wie dem Apfel "Delicious" und der Nabel-Orange "Washington". [93]

        Somatische Zellen von Mensch und Maus weisen eine Mutationsrate auf, die mehr als zehnmal höher ist als die Keimbahnmutationsrate für beide Spezies Mäuse haben eine höhere Rate an somatischen und Keimbahnmutationen pro Zellteilung als Menschen. Die unterschiedliche Mutationsrate zwischen Keimbahn und somatischem Gewebe spiegelt wahrscheinlich die größere Bedeutung der Genomerhaltung in der Keimbahn als im Soma wider. [94]

        Sonderklassen Bearbeiten

        • Bedingte Mutation ist eine Mutation, die unter bestimmten "permissiven" Umgebungsbedingungen einen Wildtyp-Phänotyp (oder weniger schwerwiegend) und unter bestimmten "restriktiven" Bedingungen einen mutierten Phänotyp aufweist. Zum Beispiel kann eine temperaturempfindliche Mutation bei hoher Temperatur zum Zelltod führen (restriktive Bedingung), aber bei einer niedrigeren Temperatur (permissive Bedingung) keine schädlichen Folgen haben. [95] Diese Mutationen sind nicht autonom, da ihre Manifestation vom Vorhandensein bestimmter Bedingungen abhängt, im Gegensatz zu anderen Mutationen, die autonom auftreten. [96] Die permissiven Bedingungen können Temperatur, [97] bestimmte Chemikalien, [98] Licht [98] oder Mutationen in anderen Teilen des Genoms sein. [96]Invivo Mechanismen wie Transkriptionsschalter können bedingte Mutationen erzeugen. Zum Beispiel kann die Assoziation der Steroidbindungsdomäne einen Transkriptionsschalter erzeugen, der die Expression eines Gens basierend auf der Anwesenheit eines Steroidliganden ändern kann. [99] Bedingte Mutationen finden Anwendung in der Forschung, da sie die Kontrolle über die Genexpression ermöglichen. Dies ist besonders nützlich, um Krankheiten bei Erwachsenen zu untersuchen, indem die Expression nach einer bestimmten Wachstumsperiode ermöglicht wird, wodurch die schädliche Wirkung der Genexpression eliminiert wird, die während der Entwicklungsstadien in Modellorganismen beobachtet wird. [98] DNA-Rekombinase-Systeme wie die Cre-Lox-Rekombination, die in Verbindung mit Promotoren verwendet werden, die unter bestimmten Bedingungen aktiviert werden, können bedingte Mutationen erzeugen. Die Dual-Rekombinase-Technologie kann verwendet werden, um mehrere bedingte Mutationen zu induzieren, um die Krankheiten zu untersuchen, die sich als Ergebnis gleichzeitiger Mutationen in mehreren Genen manifestieren. [98] Bestimmte Inteine ​​wurden identifiziert, die nur bei bestimmten zulässigen Temperaturen spleißen, was bei anderen Temperaturen zu einer falschen Proteinsynthese und damit zu Mutationen mit Funktionsverlust führt. [100] Bedingte Mutationen können auch in genetischen Studien im Zusammenhang mit dem Altern verwendet werden, da die Expression nach einer bestimmten Zeitspanne im Leben des Organismus verändert werden kann. [97]
        • Die quantitativen Merkmals-Loci des Replikations-Timings beeinflussen die DNA-Replikation.

        Nomenklatur Bearbeiten

        Um eine Mutation als solche zu kategorisieren, muss die „normale“ Sequenz aus der DNA eines „normalen“ oder „gesunden“ Organismus (im Gegensatz zu einem „mutanten“ oder „kranken“ Organismus) gewonnen werden, sie sollte identifiziert werden und Idealerweise sollte es für einen unkomplizierten Nukleotid-für-Nukleotid-Vergleich öffentlich zugänglich gemacht und von der wissenschaftlichen Gemeinschaft oder einer Gruppe erfahrener Genetiker und Biologen, die für die Ermittlung der Standard oder sogenannte "Konsens"-Sequenz. Dieser Schritt erfordert einen enormen wissenschaftlichen Aufwand. Sobald die Konsensussequenz bekannt ist, können die Mutationen in einem Genom lokalisiert, beschrieben und klassifiziert werden.Das Komitee der Human Genome Variation Society (HGVS) hat die Standardnomenklatur für humane Sequenzvarianten [101] entwickelt, die von Forschern und DNA-Diagnosezentren verwendet werden sollte, um eindeutige Mutationsbeschreibungen zu generieren. Prinzipiell lassen sich mit dieser Nomenklatur auch Mutationen in anderen Organismen beschreiben. Die Nomenklatur spezifiziert die Art der Mutation und Basen- oder Aminosäureänderungen.

        • Nukleotidsubstitution (z. B. 76A>T) – Die Zahl ist die Position des Nukleotids vom 5'-Ende, der erste Buchstabe steht für das Wildtyp-Nukleotid und der zweite Buchstabe steht für das Nukleotid, das den Wildtyp ersetzt. Im gegebenen Beispiel wurde das Adenin an Position 76 durch ein Thymin ersetzt.
          • Wenn es notwendig wird, zwischen Mutationen in genomischer DNA, mitochondrialer DNA und RNA zu unterscheiden, wird eine einfache Konvention verwendet. Wenn beispielsweise die 100. Base einer Nukleotidsequenz von G zu C mutiert, dann wird sie als g.100G>C geschrieben, wenn die Mutation in genomischer DNA auftrat, m.100G>C, wenn die Mutation in mitochondrialer DNA auftrat, oder r.100g>c, wenn die Mutation trat in RNA auf. Beachten Sie, dass bei Mutationen in RNA der Nukleotidcode in Kleinbuchstaben geschrieben wird.

          Die Mutationsraten variieren erheblich zwischen den Arten, und die evolutionären Kräfte, die im Allgemeinen die Mutation bestimmen, sind Gegenstand laufender Untersuchungen.

          In Menschen, die Mutationsrate beträgt etwa 50-90 de novo Mutationen pro Genom pro Generation, dh jeder Mensch akkumuliert etwa 50-90 neue Mutationen, die bei seinen Eltern nicht vorhanden waren. Diese Zahl wurde durch die Sequenzierung Tausender menschlicher Trios, dh zweier Elternteile und mindestens eines Kindes, ermittelt. [102]

          Die Genome von RNA-Viren basieren eher auf RNA als auf DNA. Das virale RNA-Genom kann doppelsträngig (wie bei DNA) oder einzelsträngig sein. Bei einigen dieser Viren (wie dem einzelsträngigen humanen Immunschwächevirus) erfolgt die Replikation schnell, und es gibt keine Mechanismen, um das Genom auf Genauigkeit zu überprüfen. Dieser fehleranfällige Prozess führt oft zu Mutationen.

          Veränderungen der DNA, die durch Mutation in einer kodierenden Region der DNA verursacht werden, können Fehler in der Proteinsequenz verursachen, die zu teilweise oder vollständig funktionslosen Proteinen führen können. Jede Zelle ist, um richtig zu funktionieren, von Tausenden von Proteinen abhängig, die zur richtigen Zeit am richtigen Ort funktionieren. Wenn eine Mutation ein Protein verändert, das eine entscheidende Rolle im Körper spielt, kann ein medizinischer Zustand die Folge sein. Eine Studie zum Vergleich von Genen zwischen verschiedenen Arten von Drosophila schlägt vor, dass, wenn eine Mutation ein Protein verändert, die Mutation höchstwahrscheinlich schädlich sein wird, wobei schätzungsweise 70 Prozent der Aminosäurepolymorphismen schädliche Wirkungen haben und der Rest entweder neutral oder schwach vorteilhaft ist. [8] Einige Mutationen verändern die DNA-Basensequenz eines Gens, verändern jedoch nicht das vom Gen gebildete Protein. Studien haben gezeigt, dass nur 7% der Punktmutationen in nicht-kodierender DNA von Hefe schädlich sind und 12% in kodierender DNA schädlich sind. Der Rest der Mutationen ist entweder neutral oder leicht vorteilhaft. [103]

          Erbkrankheiten Bearbeiten

          Liegt eine Mutation in einer Keimzelle vor, kann sie Nachkommen hervorbringen, die die Mutation in allen ihren Zellen tragen. Dies ist bei Erbkrankheiten der Fall. Insbesondere bei einer Mutation in einem DNA-Reparaturgen innerhalb einer Keimzelle können Menschen, die solche Keimbahnmutationen tragen, ein erhöhtes Krebsrisiko haben. Eine Liste von 34 solcher Keimbahnmutationen findet sich im Artikel DNA-Reparatur-Defizienz-Störung. Ein Beispiel dafür ist Albinismus, eine Mutation, die im OCA1- oder OCA2-Gen auftritt. Personen mit dieser Störung sind anfälliger für viele Krebsarten, andere Störungen und haben eine Sehbehinderung.

          DNA-Schäden können bei der Replikation der DNA einen Fehler verursachen, und dieser Replikationsfehler kann eine Genmutation verursachen, die wiederum eine genetische Störung verursachen könnte. DNA-Schäden werden durch das DNA-Reparatursystem der Zelle repariert. Jede Zelle hat eine Reihe von Signalwegen, über die Enzyme DNA-Schäden erkennen und reparieren. Da DNA auf vielfältige Weise geschädigt werden kann, ist der Prozess der DNA-Reparatur ein wichtiger Weg, um sich vor Krankheiten zu schützen. Sobald eine DNA-Schädigung zu einer Mutation geführt hat, kann die Mutation nicht repariert werden.

          Rolle bei der Karzinogenese Bearbeiten

          Andererseits kann eine Mutation in einer Körperzelle eines Organismus auftreten. Solche Mutationen werden in allen Nachkommen dieser Zelle innerhalb desselben Organismus vorhanden sein. Die Anhäufung bestimmter Mutationen über Generationen von Körperzellen ist ein Teil der Ursache der malignen Transformation von einer normalen Zelle zu einer Krebszelle. [104]

          Zellen mit heterozygoten Funktionsverlustmutationen (eine gute Kopie des Gens und eine mutierte Kopie) können mit der nicht mutierten Kopie normal funktionieren, bis die gute Kopie spontan somatisch mutiert wurde. Diese Art von Mutation kommt häufig in lebenden Organismen vor, aber es ist schwierig, die Rate zu messen. Die Messung dieser Rate ist wichtig, um die Rate vorherzusagen, mit der Menschen an Krebs erkranken können. [105]

          Punktmutationen können durch spontane Mutationen entstehen, die während der DNA-Replikation auftreten. Die Mutationsrate kann durch Mutagene erhöht werden. Mutagene können physikalischer Natur sein, wie Strahlung von UV-Strahlen, Röntgenstrahlen oder extremer Hitze, oder chemisch (Moleküle, die Basenpaare verlegen oder die helikale Form der DNA stören). Mit Krebs assoziierte Mutagene werden häufig untersucht, um mehr über Krebs und seine Prävention zu erfahren.

          Prion-Mutationen Bearbeiten

          Prionen sind Proteine ​​und enthalten kein genetisches Material. Es hat sich jedoch gezeigt, dass die Replikation von Prionen Mutationen und natürlicher Selektion unterliegt, genau wie andere Formen der Replikation. [106] Das humane Gen PRNP kodiert für das Hauptprionprotein PrP und unterliegt Mutationen, die zu krankheitserregenden Prionen führen können.

          Obwohl Mutationen, die Veränderungen in Proteinsequenzen verursachen, für einen Organismus schädlich sein können, kann die Wirkung in einer bestimmten Umgebung gelegentlich positiv sein. In diesem Fall kann die Mutation es dem mutierten Organismus ermöglichen, bestimmten Umweltbelastungen besser als Wildtyp-Organismen standzuhalten oder sich schneller zu vermehren. In diesen Fällen wird eine Mutation in einer Population durch natürliche Selektion tendenziell häufiger auftreten. Beispiele sind die folgenden:

          HIV-Resistenz: eine spezifische Deletion von 32 Basenpaaren in humanem CCR5 (CCR5-Δ32) verleiht Homozygoten HIV-Resistenz und verzögert den Ausbruch von AIDS bei Heterozygoten. [107] Eine mögliche Erklärung für die Ätiologie der relativ hohen Häufigkeit von CCR5-Δ32 in der europäischen Bevölkerung ist, dass es Mitte des 14. Jahrhunderts in Europa Resistenz gegen die Beulenpest verlieh. Menschen mit dieser Mutation überlebten eine Infektion mit größerer Wahrscheinlichkeit, sodass ihre Häufigkeit in der Bevölkerung zunahm. [108] Diese Theorie könnte erklären, warum diese Mutation im südlichen Afrika, das von der Beulenpest verschont blieb, nicht gefunden wird. Eine neuere Theorie legt nahe, dass der Selektionsdruck auf die CCR5-Delta-32-Mutation durch Pocken anstelle der Beulenpest verursacht wurde. [109]

          Malariaresistenz: Ein Beispiel für eine schädliche Mutation ist die Sichelzellenanämie, eine Blutkrankheit, bei der der Körper eine abnorme Form der sauerstofftragenden Substanz Hämoglobin in den roten Blutkörperchen produziert. Ein Drittel aller Ureinwohner Afrikas südlich der Sahara trägt das Allel, denn in Malariagebieten ist es überlebenswichtig, nur ein einziges Sichelzell-Allel (Sichelzell-Merkmal) zu tragen. [110] Menschen mit nur einem der beiden Allele der Sichelzellenanämie sind resistenter gegen Malaria, da der Befall mit der Malaria Plasmodium wird durch die Sichelbildung der Zellen, die es befällt, gestoppt.

          Antibiotika Resistenz: Praktisch alle Bakterien entwickeln Antibiotikaresistenzen, wenn sie Antibiotika ausgesetzt sind. Tatsächlich weisen Bakterienpopulationen bereits solche Mutationen auf, die bei der Antibiotikaselektion selektiert werden. [111] Offensichtlich nützen solche Mutationen nur den Bakterien, nicht aber den Infizierten.

          Laktase-Persistenz. Eine Mutation ermöglichte es Menschen, das Enzym Laktase zu exprimieren, nachdem sie auf natürliche Weise von der Muttermilch entwöhnt wurden, was es Erwachsenen ermöglichte, Laktose zu verdauen, die wahrscheinlich eine der nützlichsten Mutationen in der jüngsten menschlichen Evolution ist. [112]

          Mutationismus ist eine von mehreren Alternativen zur Evolution durch natürliche Auslese, die sowohl vor als auch nach der Veröffentlichung von Charles Darwins Buch von 1859 existierten, Zur Entstehung der Arten. In der Theorie war Mutation die Quelle der Neuheit, die potenziell augenblicklich neue Formen und neue Arten schuf, [113] in einem plötzlichen Sprung. [114] Dies war als treibende Kraft für die Evolution gedacht, die durch das Angebot an Mutationen begrenzt war.

          Vor Darwin glaubten Biologen allgemein an den Saltationismus, die Möglichkeit großer evolutionärer Sprünge, einschließlich der sofortigen Artbildung. Zum Beispiel argumentierte Étienne Geoffroy Saint-Hilaire im Jahr 1822, dass Arten durch plötzliche Transformationen entstehen könnten, oder was später als Makromutation bezeichnet werden würde. [115] Darwin widersetzte sich der Saltation und bestand auf dem Gradualismus in der Evolution wie in der Geologie. 1864 belebte Albert von Kölliker die Theorie von Geoffroy wieder. [116] Der Genetiker Hugo de Vries gab 1901 scheinbar neuen Formen, die bei seinen Experimenten an der Nachtkerze plötzlich auftauchten, den Namen "Mutation". Oenothera lamarckiana, und im ersten Jahrzehnt des 20. Jahrhunderts Mutationismus, oder wie de Vries es nannte Mutationstheorie, [117] [113] wurde ein Rivale des Darwinismus, der eine Zeitlang von Genetikern wie William Bateson, [118] Thomas Hunt Morgan und Reginald Punnett unterstützt wurde. [119] [113]

          Das Verständnis von Mutationismus wird getrübt durch die Darstellung der frühen Mutationisten Mitte des 20. Jahrhunderts durch Befürworter der modernen Synthese als Gegner der Darwinschen Evolution und Rivalen der biometrischen Schule, die argumentierten, dass die Selektion auf kontinuierlicher Variation beruht. In dieser Darstellung wurde der Mutationismus durch eine Synthese von Genetik und natürlicher Selektion besiegt, die angeblich später, um 1918, mit Arbeiten des Mathematikers Ronald Fisher begann. [120] [121] [122] [123] Die Angleichung der Mendelschen Genetik und der natürlichen Selektion begann jedoch bereits 1902 mit einer Arbeit von Udny Yule, [124] und baute auf theoretischen und experimentellen Arbeiten in Europa und Amerika auf. Trotz der Kontroverse hatten die frühen Mutanten bereits 1918 die natürliche Selektion akzeptiert und die kontinuierliche Variation als Ergebnis mehrerer Gene erklärt, die auf dasselbe Merkmal wie die Körpergröße einwirken. [121] [122]

          Mutationismus wurde zusammen mit anderen Alternativen zum Darwinismus wie Lamarckismus und Orthogenese von den meisten Biologen verworfen, als sie erkannten, dass die Mendelsche Genetik und die natürliche Selektion leicht zusammenarbeiten könnten An. Der Mutationismus ist jedoch nicht vollständig verschwunden. 1940 plädierte Richard Goldschmidt erneut für die einstufige Speziation durch Makromutation und beschrieb die so produzierten Organismen als "hoffnungsvolle Monster", was weit verbreiteten Spott einbrachte. [125] [126] 1987 argumentierte Masatoshi Nei kontrovers, dass die Evolution oft durch Mutationen begrenzt sei. [127] Moderne Biologen wie Douglas J. Futuyma kommen zu dem Schluss, dass im Wesentlichen alle Behauptungen der Evolution, die von großen Mutationen angetrieben werden, durch die darwinistische Evolution erklärt werden können. [128]


          Was macht eine Zelle krebsartig?

          Krebs ist eine Krankheit, die durch eine Population von Zellen gekennzeichnet ist, die ohne Rücksicht auf normale Grenzen wachsen und sich teilen. Diese Krebszellen dringen in benachbartes Gewebe ein und zerstören es und können sich im ganzen Körper ausbreiten. Der Prozess, durch den normale Zellen in Krebszellen umgewandelt werden, ist bekannt als Karzinogenese. Dieser Vorgang wird auch als Onkogenese oder Tumorgenese bezeichnet.

          Fast alle Krebsarten werden durch Mutationen in der DNA abnormer Zellen verursacht. Diese Mutationen können auf die Auswirkungen von Karzinogene, krebserregende Stoffe wie Tabakrauch, Strahlung, Chemikalien oder Infektionserreger. Diese Karzinogene können als Umwelt- „Trigger&rdquo wirken und das Auftreten von Krebs bei bestimmten Individuen stimulieren und bei anderen nicht. Bekommen alle Raucher Krebs? Kann Passivrauchen das Lungenkrebsrisiko eines Nichtrauchers erhöhen? Jawohl. Es erhöht auch das Risiko eines Nichtrauchers, an einer Herzerkrankung zu erkranken.

          Komplexe Wechselwirkungen zwischen Karzinogenen und einem individuellen Genom können erklären, warum nur einige Menschen nach Exposition gegenüber einem Umweltauslöser Krebs entwickeln und andere nicht. Brauchen alle Krebsarten einen Umweltauslöser, um sich zu entwickeln? Nein. Krebsverursachende Mutationen können auch aus Fehlern resultieren, die während der Replikation in die DNA eingebaut werden, oder sie können vererbt werden. Vererbte Mutationen sind in allen Zellen des Organismus vorhanden.

          Onkogene und Tumorsuppressorgene

          Einige Krebsarten treten aufgrund von Mutationen in Genen auf, die den Zellzyklus steuern. Krebsverursachende Mutationen treten am häufigsten in zwei Arten von regulatorischen Genen auf, die als Proto-Onkogene und Tumorsuppressorgene bezeichnet werden.

          Proto-Onkogene sind Gene, die normalerweise die Zellteilung unterstützen. Wenn ein Proto-Onkogen zu einem Onkogen mutiert, ist es kontinuierlich aktiv, auch wenn es nicht sein sollte. Das ist, als würde das Gaspedal eines Autos bei Vollgas stecken bleiben. Das Auto fährt mit Höchstgeschwindigkeit weiter. Im Fall einer Zelle teilt sich die Zelle unkontrolliert, was zu Krebs führen kann.

          Tumorsuppressorgene sind Gene, die normalerweise die Zellteilung verlangsamen oder stoppen. Tritt eine Mutation in einem Tumorsuppressorgen auf, kann es die Zellteilung nicht mehr kontrollieren. Das ist wie ein Auto ohne Bremsen. Das Auto kann nicht verlangsamt oder angehalten werden. Im Fall einer Zelle teilt sich die Zelle unkontrolliert, was zu Krebs führen kann.

          Mehrere Mutationen, die Krebs verursachen
          Onkogene können Wachstumsfaktoren, Proteinkinasen, GTPasen oder Transkriptionsfaktoren sein. Wachstumsfaktoren sind natürlich vorkommende Substanzen, normalerweise ein Protein oder Steroidhormon, die in der Lage sind, das Zellwachstum, die Proliferation und die Differenzierung zu stimulieren. Sie sind wichtig für die Regulierung einer Vielzahl von zellulären Prozessen. Normalerweise müssen sie an einen extrazellulären oder intrazellulären Rezeptor binden, um eine zelluläre Reaktion auszulösen.

          Typischerweise ist eine Reihe von mehreren Mutationen erforderlich, die konstitutiv Onkogene aktivieren und Tumorsuppressorgene inaktivieren, um eine normale Zelle in eine Krebszelle zu verwandeln (Abbildung (PageIndex<2>)). Zellen haben eine Reihe von Kontrollmechanismen entwickelt, um Mutationen in Proto-Onkogenen zu überwinden. Daher benötigt eine Zelle mehrere Mutationen, um sich in eine Krebszelle zu verwandeln. Eine Mutation in einem Proto-Onkogen würde keinen Krebs verursachen, da die Auswirkungen der Mutation durch die normale Kontrolle des Zellzyklus und die Wirkung von Tumorsuppressorgenen maskiert würden. In ähnlicher Weise würde auch eine Mutation in einem Tumorsuppressorgen keinen Krebs verursachen, da viele "Backup"-Gene vorhanden sind, die seine Funktionen duplizieren. Erst wenn genügend Proto-Onkogene zu Onkogenen mutiert und genügend Tumorsuppressorgene deaktiviert wurden, kann die krebsartige Transformation beginnen. Signale für das Zellwachstum überlagern die Signale für die Wachstumsregulation und die Zelle gerät schnell außer Kontrolle. Da viele dieser Gene die Prozesse regulieren, die die meisten Schäden an den Genen selbst verhindern, häufen sich DNA-Schäden mit zunehmendem Alter an.

          Abbildung (PageIndex<2>): Wie Krebs entsteht. Mutationen in einem Tumorsuppressorgen ermöglichen die Vermehrung von Zellen. Da sich die Zellen so oft teilen, erwerben sie mehr Mutationen. Einige Mutationen können zur Inaktivierung der DNA-Reparaturgene führen. Außerdem können sich Proto-Onkogene aufgrund von Mutationen in Onkogene umwandeln. Mehrere andere Mutationen inaktivieren viele Tumorsuppressorgene. Schließlich führt eine Reihe von Mutationen in Tumorsuppressorgenen und Proto-Onkogenen zu Krebs

          Onkogene sind in der Regel dominante Allele, da sie Gain-of-Function-Mutationen enthalten. Die Wirkungen des mutierten Allel-Genprodukts, die oft zu einem konstitutiv aktivierten Protein führen, sind dominant gegenüber dem Genprodukt, das vom "normalen" Allel produziert wird. Mutierte Tumorsuppressoren sind dagegen im Allgemeinen rezessive Allele, da sie Mutationen mit Verlust der Funktion enthalten. Ein Proto-Onkogen benötigt nur eine Mutation in einer Kopie des Gens, um ein Onkogen zu erzeugen, ein Tumorsuppressorgen benötigt eine Mutation in beiden Kopien des Gens, um beide Produkte defekt zu machen. Es gibt jedoch Fälle, in denen ein mutiertes Allel eines Tumorsuppressorgens die andere Kopie funktionsunfähig machen kann. Diese Fälle führen zu einem sogenannten dominanten negativen Effekt.


          Die Entwicklung von Krebs

          Eines der grundlegenden Merkmale von Krebs ist die Tumorklonalität, die Entwicklung von Tumoren aus einzelnen Zellen, die sich abnormal zu vermehren beginnen. Der Einzelzellursprung vieler Tumoren wurde durch die Analyse der X-Chromosomen-Inaktivierung nachgewiesen (Abbildung 15.2). Wie in Kapitel 8 besprochen, wird ein Mitglied des X-Chromosomenpaares inaktiviert, indem es in weiblichen Zellen zu Heterochromatin umgewandelt wird. Die X-Inaktivierung erfolgt zufällig während der Embryonalentwicklung, sodass ein X-Chromosom in einigen Zellen inaktiviert wird, während das andere X-Chromosom in anderen Zellen inaktiviert wird. Wenn eine Frau also heterozygot für ein X-Chromosom-Gen ist, werden verschiedene Allele in verschiedenen Zellen exprimiert. Normale Gewebe bestehen aus Mischungen von Zellen mit unterschiedlichen inaktiven X-Chromosomen, so dass die Expression beider Allele in normalen Geweben heterozygoter Frauen nachgewiesen wird. Im Gegensatz dazu exprimieren Tumorgewebe im Allgemeinen nur ein Allel eines heterozygoten X-Chromosom-Gens. Die Folgerung ist, dass alle Zellen, die einen solchen Tumor bilden, von einer einzelnen Ursprungszelle abgeleitet wurden, in der das Muster der X-Inaktivierung fixiert war, bevor der Tumor begann, sich zu entwickeln.

          Abbildung 15.2

          Tumorklonalität. Normales Gewebe ist ein Mosaik von Zellen, in denen verschiedene X-Chromosomen (X1 und X2) wurden deaktiviert. Tumore entwickeln sich aus einer einzigen anfänglich veränderten Zelle, sodass jede Tumorzelle das gleiche Muster der X-Inaktivierung (X1 inaktiv, X (mehr. )

          Der klonale Ursprung von Tumoren bedeutet jedoch nicht, dass die ursprüngliche Vorläuferzelle, aus der ein Tumor entsteht, zunächst alle Eigenschaften einer Krebszelle erworben hat. Im Gegenteil, die Entstehung von Krebs ist ein mehrstufiger Prozess, bei dem Zellen durch eine fortschreitende Reihe von Veränderungen allmählich bösartig werden. Ein Hinweis auf die mehrstufige Krebsentstehung ist, dass sich die meisten Krebsarten erst spät im Leben entwickeln. So steigt die Inzidenz von Dickdarmkrebs zwischen dem 30. und 50. Lebensjahr mehr als verzehnfacht, zwischen dem 50. und 70. Lebensjahr noch einmal um das Zehnfache (Abbildung 15.3). Ein derart dramatischer Anstieg der Krebsinzidenz mit zunehmendem Alter deutet darauf hin, dass sich die meisten Krebsarten als Folge multipler Anomalien entwickeln, die sich über viele Jahre hinweg anhäufen.

          Abbildung 15.3

          Erhöhte Darmkrebsrate mit zunehmendem Alter. Jährliche Sterblichkeitsraten von Dickdarmkrebs in den Vereinigten Staaten. (Daten von J. Cairns, 1978. Krebs: Wissenschaft und Gesellschaft, New York: W. H. Freeman.)

          Auf zellulärer Ebene wird die Krebsentstehung als ein mehrstufiger Prozess betrachtet, der Mutation und Selektion auf Zellen mit zunehmender Kapazität für Proliferation, Überleben, Invasion und Metastasierung beinhaltet (Abbildung 15.4). Der erste Schritt im Prozess, Tumorinitiierung, ist vermutlich das Ergebnis einer genetischen Veränderung, die zu einer abnormalen Proliferation einer einzelnen Zelle führt. Die Zellproliferation führt dann zum Auswachsen einer Population von klonal abgeleiteten Tumorzellen. Tumorprogression setzt sich fort, da zusätzliche Mutationen innerhalb der Zellen der Tumorpopulation auftreten. Einige dieser Mutationen verleihen der Zelle einen selektiven Vorteil, wie beispielsweise ein schnelleres Wachstum, und die Nachkommen einer Zelle, die eine solche Mutation trägt, werden folglich innerhalb der Tumorpopulation dominant. Der Vorgang wird als klonale Selektion bezeichnet, da sich ein neuer Klon von Tumorzellen aufgrund seiner erhöhten Wachstumsrate oder anderer Eigenschaften (wie Überleben, Invasion oder Metastasierung) entwickelt hat, die einen selektiven Vorteil verleihen. Die klonale Selektion setzt sich während der gesamten Tumorentwicklung fort, sodass Tumore kontinuierlich schneller wachsen und zunehmend bösartig werden.

          Abbildung 15.4

          Stadien der Tumorentwicklung. Die Entwicklung von Krebs beginnt, wenn eine einzelne mutierte Zelle beginnt, sich abnormal zu vermehren. Zusätzliche Mutationen, gefolgt von einer Selektion auf schneller wachsende Zellen innerhalb der Population, führen dann zur Progression von (mehr.)

          Studien zu Kolonkarzinomen haben ein klares Beispiel für die Tumorprogression während der Entwicklung einer häufigen menschlichen Malignität geliefert (Abbildung 15.5). Das früheste Stadium der Tumorentwicklung ist die vermehrte Proliferation von Dickdarmepithelzellen. Von einer der Zellen innerhalb dieser proliferativen Zellpopulation wird dann angenommen, dass sie zu einem kleinen gutartigen Neoplasma (einem Adenom oder Polyp) führt. Weitere klonale Selektionsrunden führen zum Wachstum von Adenomen mit zunehmender Größe und zunehmendem proliferativen Potenzial. Maligne Karzinome entstehen dann aus den benignen Adenomen, was durch das Eindringen der Tumorzellen durch die Basallamina in das darunter liegende Bindegewebe angezeigt wird. Die Krebszellen vermehren sich dann weiter und breiten sich durch das Bindegewebe der Dickdarmwand aus. Schließlich durchdringen die Krebszellen die Dickdarmwand und dringen in andere Bauchorgane wie die Blase oder den Dünndarm ein. Darüber hinaus dringen die Krebszellen in Blut- und Lymphgefäße ein und können so im ganzen Körper metastasieren.

          Abbildung 15.5

          Entwicklung von Dickdarmkarzinomen. Eine einzelne initial veränderte Zelle führt zu einer proliferativen Zellpopulation, die zunächst zu gutartigen Adenomen mit zunehmender Größe und dann zu einem malignen Karzinom fortschreitet. Die Krebszellen dringen in das darunter liegende Bindegewebe ein (mehr.)


          Ergebnisse

          VHL-Mutationen in PPGL und Konstruktion der VHL-KD PC12-Zelllinie

          Da die VHL-Mutation die häufigste Mutationsart in PPGL-Genen war, sammelten wir vier klinische Proben mit VHL-Mutationen, und die spezifischen klinischen Informationen und Mutationsstellen sind in Tabelle 1 aufgeführt. Der PROVEAN wurde verwendet, um die Gefahr der vier Mutationen vorherzusagen. und die vorhergesagten Scores wurden in 1A gezeigt. Um den Einfluss von VHL-Mutationen auf die Entwicklung von Phäochromozytomen zu untersuchen, konstruierten wir ein stabiles VHL-KD-PC12-Zelllinienmodell und bewerteten die Effizienz von VHL-KD auf mRNA- und Proteinebene. Um den optimalen Wachstumszustand der Zellen während des VHL-KD-Prozesses sicherzustellen, führten wir zunächst Vorversuche zur Optimierung der Transfektionsbedingungen durch. Nach Transfektion und Puromycin-Screening wurde die durch das rekombinante Plasmid GV248 vermittelte VHL-shRNA stabil in den PC12-Zellen exprimiert. Der GV248-Vektor hatte das GFP-Fluoreszenzprotein-Gen, das die Transfektionseffizienz des rekombinanten Vektors in den PC12-Zellen überwachen konnte ( 1D ). Die spezifischen Informationen des GV248-Trägers können Tabelle S2 entnommen werden. Nach der Transfektion war die Expression von VHL-mRNA in den drei RNAi-Gruppen signifikant herunterreguliert. Die Interferenzeffizienzen von drei Arten von shRNA, die auf drei Segmente der VHL-mRNA abzielten, waren jedoch unterschiedlich, und die Interferenzeffizienzen von LV-94 und LV-95 waren signifikanter (Abbildungen 1B, C). Um die Effizienz von RNAi auf Proteinebene weiter zu verifizieren, bestätigte Western Blot, dass nur LV-95-shRNA die Expression von pVHL erfolgreich hemmen konnte (Abbildungen 1E, F).

          Tabelle 1 Merkmale und Mutationsstellen von vier Patienten mit VHL-mutierten Phäochromozytomen.

          Abbildung 1 Konstruktion einer VHL-KD PC12-Zelllinie unter Verwendung von shRNA. (EIN) Der Protein Variation Effect Analyzer (PROVEAN) wurde verwendet, um Sequenzvarianten zu filtern, um nicht-synonyme oder Indel-Varianten zu identifizieren. Der Standardschwellenwert war 𢄢.5. Die Varianten mit einer Punktzahl von 𢄢,5 oder darunter wurden als “ schädlich,” betrachtet und die Varianten mit einer Punktzahl über 𢄢,5 wurden als “neutral” . eingestuft (B) Wir haben die Expression von VHL-mRNA in PC12-Zellen durch qRT-PCR nachgewiesen. Bei einer bestimmten Anzahl von Zyklen wurde die Reaktion gestoppt und das PCR-Produkt wurde verwendet, um eine Agarosegelelektrophorese durchzuführen, um die relative mRNA-Expression zu beobachten. (C) Verglichen mit der leeren Vektor-transfizierten Gruppe verifizierte qRT-PCR die Expression von VHL-mRNA in VHL-KD und der leeren Vektor-transfizierten Gruppe, und jede Gruppe wurde drei biologischen Replikaten unterzogen. Der von Mean ± SEM durchgeführte Balken *P < 0,05, **P < 0,01, ***P < 0,001, n = 3. (D) Nach der Transfektion konnte der rekombinante Vektor GV248 stabil in PC12-Zellen exprimiert werden. Alle nicht-transfizierten Zellen wurden durch Puromycin [ρ (Puro) = 1,5 μg/ml, MOI = 12,5] geklärt. (E) Western Blot wurde verwendet, um die Expression von VHL-Protein in PC12 in den experimentellen Gruppen nachzuweisen. (F) Das durch Grauanalyse erhaltene Histogramm zeigte die relative Änderung der Proteine ​​(Mittelwert ± SEM) n = 3, **P < 0,01.

          PVHL, das mehrere Zellfunktionen reguliert

          Um die durch pVHL regulierten biologischen Prozesse zu erforschen, führten wir massenspektrometrische Analysen durch. Wir identifizierten insgesamt 5.819 quantifizierbare Proteine ​​über die quantitative TMT-markierte Proteomics-Plattform. Unter ihnen waren im Vergleich zur VHL-WT-Gruppe 248 Proteine ​​in der VHL-KD-Gruppe hochreguliert, während 186 Proteine ​​herunterreguliert waren (P < 0,05, Abbildung 2A, Tabelle S3). Diese Proteine ​​wurden in der quantitativen vulkanischen Verteilung der differentiellen Proteine ​​dargestellt (Abbildung 2B, Fold Change >1.3 oder <0.769, P < 0,05). Darüber hinaus wurden diese Proteine ​​durch die GO-Analyse annotiert und in drei Hauptkategorien unterteilt: biologische Prozesse, Zellzusammensetzung und molekulare Funktionen, wodurch die biologischen Wirkungen von Proteinen aus verschiedenen Perspektiven demonstriert werden. Unter ihnen waren die Proteine, die mit der Zellproliferation, dem Zellwachstum und der extrazellulären Matrix zusammenhängen, in diesen drei funktionellen Kategorien signifikant angereichert (Abbildung 2C). Unterdessen zeigten unsere Ergebnisse, dass die Gene, die Zellwachstum, Proliferation, Differenzierung, Zelllebensfähigkeit und Reaktion auf Nährstoffe regulieren, in der VHL-KD-Gruppe signifikant unterschiedlich waren, und die Analyse der funktionellen Anreicherung der hochregulierten Proteine ​​zeigte auch, dass die angereicherten Proteine waren hauptsächlich an Zellwachstum, Proliferation, Differenzierung und Migration beteiligt (Abbildung 2D).

          Figur 2 Proteomics-Analyse der Zelllinie VHL-KD PC12. (EIN) Ein Balkendiagramm zeigte das durch TMT-Markierung quantitativ analysierte differentielle Protein. (B) Die Vulkankarte unterschiedlich exprimierter Proteine. Die Abszisse bezeichnet die Verhältnisse der differentiellen Expressionsproteine ​​in der VHL-KD PC12-Zelllinie vs diejenigen in der leeren Vektor-transfizierten Zelllinie die Ordinate repräsentiert die P-Wert zwischen den beiden Gruppen. (C) Das differenzielle Protein wurde durch Anreicherung der GO-Funktion analysiert, und die GO-Annotationen wurden in drei Kategorien unterteilt: biologischer Prozess, zelluläre Komponente und molekulare Funktion. (D) Die drei Hauptkategorien von differentiellen Proteinen, die durch die GO-Klassifikation erhalten wurden, wurden weiter funktionell analysiert. Der Kreis in der Figur zeigt die Anzahl der differentiellen Proteine ​​an. Die Schattierung der Kreisfarbe repräsentierte die Größe des P Wert. Je dunkler die Farbe des Kreises ist, desto kleiner ist der P-Wert je heller die Farbe des dargestellten Kreises ist, desto größer ist die P-Wert.

          Insgesamt wurden 405 unterschiedlich exprimierte Proteine ​​gesucht und in das Interaktionsnetzwerk aufgenommen. Die Proteininteraktionsanalyse zeigte, dass die meisten Proteine ​​im Zusammenhang mit Proliferation, Migration und Entwicklung in der VHL-KD-Gruppe signifikant erhöht waren, während Phosphorylierung, Ubiquitinierung und Ribosomen-verwandte Proteine ​​in der VHL-KD-Gruppe signifikant reduziert waren. Unterdessen könnten die Hochregulierungen von Zelloberflächenrezeptorproteinen, Neuritenauswuchsproteinen und Axonogeneseproteinen die Synapseogenese fördern und die Signalübertragung und Kommunikation zwischen Zellen verbessern (Abbildung 3).

          Figur 3 Interaktionsnetzwerkdiagramm des Proteins mit Faltungsänderung >1.3 (VHL-shRNA/WT). Das interaktive Netzwerk von 83 Proteinen und ihre unterschiedliche Expression in den VHL-KD-Zellen vs diejenigen in den leeren Vektor-transfizierten Zellen.

          Die sieben neuen Gene, die bei Phäochromozytom-Tumoren hochexprimiert werden

          Um den spezifischen Mechanismus von pVHL zu untersuchen, der zellbiologische Funktionen beeinflusst, haben wir zunächst die funktionellen Klassifizierungsinformationen aller Proteome und die entsprechende Anreicherung gesammelt P Wert (Fisher’s exakter Test) und dann die signifikant angereicherte funktionelle Klassifikation (p-Wert <0,05) in mindestens einer Proteingruppe. Für die P-Wert Das Blasendiagramm, das durch den exakten Test von Fisher erhalten wurde, zeigte die funktionelle Klassifizierung der signifikanten Anreicherung unterschiedlicher Proteine ​​und die Ergebnisse wurden in Abbildung 2D gezeigt. Wie in der Abbildung gezeigt, neigten die unterschiedlich exprimierten Proteine ​​hauptsächlich zu den Arten der Zellproliferation und -migration. Daher wollten wir die unterschiedlich exprimierten Proteine ​​untersuchen, die mit der Zellproliferation und -migration verbunden sind. Für den biologischen Prozess (BP) wählten wir 47 Proteine ​​im Zusammenhang mit Zellproliferation, Migration und Wachstum aus der BP-Gruppe für die molekulare Funktion (MF), wir wählten 17 Proteine ​​im Zusammenhang mit der Wachstumsfaktorbindung, der insulinähnlichen Wachstumsfaktorbindung und der Peptidase-Regulierung aus Aktivität der MF-Gruppe. Darüber hinaus wählten wir 57 Proteine, die mit der extrazellulären Matrix und dem extrazellulären Raum verwandt sind, aus der CC-Gruppe als Zellkomponenten (CC) aus, während der Screening-Workflow in Tabelle S4 gezeigt wurde. Um unterschiedlich exprimierte Proteine ​​mit wichtigen regulatorischen Funktionen zu finden, verwendeten wir die Venny Diagram Online-Software (Venny-v.2.0), um 10 unterschiedlich exprimierte Proteine ​​in diesen drei Teilen (MF-, CC- und BP-Gruppen) auszuwählen (Abbildung 4A). Um die klinische Bedeutung und den Anwendungswert dieser Proteine ​​weiter zu beweisen, haben wir Tumorgewebe von vier Patienten mit Phäochromozytom mit VHL-Mutation gesammelt, um die Expression dieser Gene zu überprüfen in vivo. Wir fanden, dass sieben Gene, darunter Bindegewebe-Wachstumsfaktor (CTGF), Syndecan Binding Protein (SDCBP), Cystein-reiches Protein 61 (CYR61/CCN1), Typ III Collagen A 1 Chain (COL3A1), Typ I Collagen A 1 Chain (COL1A1 .) ), Typ V Collagen A 2 Chain (COL5a2) und Serpin Family E Member 1 (SERPINE1), wurden in diesen Tumorproben signifikant hochreguliert, was bewies, dass die VHL-Mutation die Expression dieser Gene in Phäochromozytomen aktivierte. (Abbildung 4B). Die Hochregulierung von sieben Genen in Tumorgeweben zeigte, dass sie eine wichtige Rolle bei der Tumorentstehung und -entwicklung spielten. Unterdessen bestätigte Western Blot die Schlussfolgerungen der qRT-PCR (Abbildungen 4C, D). Die Informationen zu den sieben Genen in der quantitativen Analyse der Proteomik wurden in Tabelle 2 gezeigt. Um zu untersuchen, ob die Überexpression dieser Gene mit dem Hypoxie-induzierbaren Faktor (HIF) zusammenhängt, haben wir HIFα und seine nachgeschalteten Proteine ​​vaskuläres Endothelwachstum nachgewiesen Faktor A (VEGFA) und Glucosetransporter 1 (Glut1) in VHL-mutierten Karzinom- und Parakarzinomgeweben. Wir fanden heraus, dass sich HIF2α in Tumorgeweben signifikant anhäufte, während VEGF und Glut1 sowohl auf mRNA- als auch auf Proteinebene signifikant überexprimiert wurden (Abbildungen 4B𠄽).

          Figur 4 qRT-PCR und Western Blot bestätigten, dass sieben durch Proteomics-Analyse gescreente Gene auch in Phäochromozytom-Tumoren signifikant hochreguliert waren. (EIN) Das Venny-Diagramm wurde verwendet, um die koexistierenden Proteine ​​unter drei Gruppen von Proteinen zu screenen. (B) qRT-PCR wies die Expression von sieben Genen in PCC-Karzinom- und Parakarzinom-Geweben nach. *Bedeutung zwischen Karzinom vs. Para-Karzinom-Gruppe. *P < 0,05, **P < 0,01, ***P < 0,001, n = 4. (C) Western Blot wurde verwendet, um die Proteinexpression in klinischen Gewebeproben nachzuweisen. *P < 0,05, **P < 0,01, n = 4. (D) Das durch Grauanalyse erhaltene Histogramm zeigte die relative Änderung der Proteine ​​(Mittelwert ± SEM), n = 3, *P < 0,05, **P < 0,01.

          Tabelle 2 Spezifische Informationen zur differentiellen Expression von sieben Proteinen in der Proteomik.

          HIF2α regulierte die Überexpression dieser sieben neuartigen Gene

          Wir untersuchten weiter den Mechanismus von pVHL, der diese sieben neuen Gene reguliert. Ähnlich wie bei anderen Arbeiten fanden wir heraus, dass sich HIF2α anhäufte, wenn VHL niedergeschlagen wurde (Abbildung 5B). Im Fall einer abnormalen Akkumulation von HIF2a wurden VEGF und Glut1 signifikant überexprimiert (Abbildungen 5A, B). Um die Rolle von HIF2α bei der Expression dieser sieben Gene zu untersuchen, behandelten wir VHL-KD-Zellen mit Hypoxie und beobachteten die Expressionsniveaus dieser sieben Gene. Nach 24 h Hypoxie nahm die Expression von sechs Genen, darunter CTGF, SDCBP, CCN1, COL3A1, COL1A1 und SERPINE1 in den Zellen signifikant zu. Western Blot zeigte keine signifikante Änderung der COL5a2-Expression (Fig. 5B, C), möglicherweise aufgrund seiner geringen Expression in der Zelle. Daher könnte HIF-2α die Expression dieser sieben Gene vermitteln.

          Abbildung 5 HIF-2α kann die Überexpression dieser sieben Gene vermitteln. (EIN) Die VHL-KD-Zelllinie (LV-95) und die leere Vektor-transfizierte Zelllinie (Vector) wurden mit Hypoxie behandelt, und dann wurde qRT-PCR verwendet, um die mRNA-Expression von sieben Zielgenen in den Zellen (Mittelwert &# xb1 SEM), n = 3, *P < 0,05, **P < 0,01, ***P < 0,001. (B, C) Der Western-Blot wurde verwendet, um die Änderung der Proteinexpression in Zellen nachzuweisen, wenn VHL niedergeschlagen wurde. Das Histogramm zeigte das Vielfache der Proteinänderungen (Mittelwert ± SEM), n = 3, **P < 0,01.

          VHL-KD verändert die Zellmorphologie und fördert die Zellproliferation und -migration

          Da die entdeckten sieben neuen Gene mit der Zellproliferation und -migration zusammenhängen, wollten wir wissen, ob VHL-KD die Proliferation und Migration fördern würde. Wir beobachteten, dass sich die Morphologie von VHL-KD-Zellen veränderte und die Neuriten von VHL-KD-Zellen länger waren als die von nicht infizierten und mit leerem Vektor transfizierten Zellen ( 6A ). Darüber hinaus proliferierten VHL-KD-Zellen schneller als leere Vektor-transfizierte Zellen ( 6B ). Scratch- und Transwell-Assays zeigten, dass VHL-KD-Zellen im Vergleich zu mit leerem Vektor transfizierten Zellen eine stärkere Migrationsfähigkeit aufwiesen (Abbildungen 6C𠄿).

          Abbildung 6 VHL-KD veränderte die Zellmorphologie und förderte die Proliferation und Migration von PC12-Zellen. (EIN) Phasenkontrastierte 10× Bilder von VHL-KD (LV-95) und leeren Vektor-transfizierten (Vektor) PC12 Zellen. (B) Wachstumsdiagramm von VHL-KD- und VHL-leeren Vektor-transfizierten Zellen, *P < 0,05. (CD) Phasenkontrastmikroskopische Aufnahmen zur Veranschaulichung der Migration durch Wundheilung von PC12-Zellen, die mit leerem Vektor oder VHL-shRNA transduziert wurden. Bilder wurden zu verschiedenen Zeitpunkten nach der Verwundung aufgenommen, wie angegeben. n = 3, ns: nicht signifikant, *P < 0,05, **P < 0,01. (E, F) Unten: Mikroskopische Aufnahmen, die die Transmigration von PC12-Zellen zeigen, die mit leerem Vektor oder VHL-shRNA transduziert wurden. Oben: Balkendiagramme zeigten die Transmigration relativ zu leeren Vektor-transduzierten Zellen an. ***P < 0,001.


          Charakterisierung von DDR2-Inhibitoren zur Behandlung von DDR2 Mutierter nicht-kleinzelliger Lungenkrebs

          Trotz der Fortschritte in den Ansätzen der Präzisionsmedizin in den letzten zehn Jahren ist die Mehrheit der nichtkleinzelligen Lungenkrebsarten (NSCLCs) gegen eine Behandlung mit gezielten niedermolekularen Inhibitoren resistent. Frühere Arbeiten haben Mutationen in der Discoidin-Domänen-Rezeptor-2-Kinase (DDR2) als potenzielle therapeutische Angriffspunkte bei NSCLCs identifiziert. Während DDR2 von mehreren Multi-Targeting-Kinase-Inhibitoren, insbesondere Dasatinib, wirksam angegriffen wird, hat die Toxizität die klinische Anwendung der Anti-DDR2-Therapie eingeschränkt. Hier haben wir Verbindung charakterisiert 1 und andere Werkzeugverbindungen, die eine Selektivität für DDR2 zeigen, und zeigen, dass diese Verbindungen zwar DDR2 in Lungenkrebsmodellsystemen hemmen, aber eine begrenzte antiproliferative Aktivität in DDR2 mutierte Zelllinien im Vergleich zu dualen DDR2/SRC-Inhibitoren. Wir zeigen, dass DDR2 und SRC Bindungspartner sind, dass die SRC-Aktivität mit der DDR2-Aktivierung verbunden ist und dass die duale Hemmung von DDR2 und SRC zu einer verstärkten Suppression von . führt DDR2 mutierte Lungenkrebszelllinien. Diese Ergebnisse unterstützen die weitere Bewertung des dualen SRC/DDR2-Targetings bei NSCLC, und wir berichten über eine Werkzeugverbindung, Verbindung 5, das sowohl SRC als auch DDR2 mit einem deutlichen Selektivitätsprofil im Vergleich zu Dasatinib stark hemmt.

          Lungenkrebs ist mit etwa 160 000 Todesfällen pro Jahr die führende krebsbedingte Sterblichkeitsursache in den Vereinigten Staaten. 1 Die häufigste Art von Lungenkrebs, nichtkleinzelliger Lungenkrebs (NSCLC), macht 85 % der Fälle mit schlechter Prognose aus. 2 Die Mehrheit der Patienten stellt sich mit einer lokal fortgeschrittenen oder metastasierten Erkrankung vor und benötigt eine Behandlung mit systemischen Therapien.

          Bei Patienten mit Lungenadenokarzinom, dem häufigsten Subtyp von NSCLC, haben die Entdeckung onkogener Treiber und wirksamer zielgerichteter Therapeutika zu signifikanten Überlebensverbesserungen bei bestimmten Patientenuntergruppen geführt, insbesondere bei Patienten mit Veränderungen der EGFR(3𢄥) und ALK.(6,7) Im Vergleich zur Standardbehandlung mit platinbasierter Chemotherapie sind diese zielgerichteten Therapien bei ausgewählten Populationen sowohl wirksamer als auch weniger toxisch und haben zu einem Paradigmenwechsel in der Behandlung von Lungenadenokarzinomen geführt. 2 Im Gegensatz dazu sind bei Patienten mit Plattenepithelkarzinom der Lunge (Lungen-SqCC), dem zweithäufigsten Subtyp von NSCLC, gezielte Therapien, die für Lungenadenokarzinome entwickelt wurden, nicht sehr wirksam, und die Standard-Chemotherapie bleibt der Behandlungsstandard, da keine überlappenden zielgerichteten Genom Veränderungen mit Lungenadenokarzinom. 8,9

          Kürzlich wurden genomische Profiling-Studien von SqCC abgeschlossen und haben eine Reihe neuer potenzieller therapeutischer Angriffspunkte für diese Krankheit identifiziert. Bemerkenswert ist, dass Lungen-SqCCs nicht in nennenswerter Häufigkeit die genomischen Veränderungen aufweisen, die mit dem Ansprechen auf zielgerichtete Therapien bei Patienten mit Lungenadenokarzinom verbunden sind.10 Bei Lungen-SqCC haben präklinische Daten Amplifikation, Mutationen und Translokationen von Fibroblasten-Wachstumsfaktor-Rezeptoren (FGFRs), 11� Kopienzahlerhöhungen und/oder Mutationen in beschrieben PIK3CA, 16 Discoidin-Domänen-Rezeptor-Tyrosinkinase 2 (DDR2) Mutationen, 10,17 und Kinase-inaktivierend BRAF Mutationen 18,19 als potenzielle therapeutische Ziele. FGFR Änderungen und DDR2 Mutationen wurden sowohl in präklinischen Modellen als auch in klinischen Frühphasenstudien mit dem Ansprechen auf zielgerichtete Wirkstoffe in Verbindung gebracht, und mehrere selektive Inhibitoren von FGFR-Kinasen entwickeln sich klinisch weiter. 20,21

          DDR2 ist eine Rezeptor-Tyrosin-Kinase, die in Studien mit Sanger-Sequenzierung und Next-Generation-Sequenzierung bei etwa 4 % der Patienten mit Lungen-SqCC mutiert war. 10,17 DDR2 Mutationen wurden auch bei Lungenadenokarzinom, Magenkrebs, Brustkrebs und Hirntumoren berichtet. 22� DDR2 ist ein Rezeptor für extrazelluläre Kollagene, und frühere Arbeiten haben gezeigt, dass DDR2 nach der Kollagenbindung ein komplexes Signalnetzwerk aktiviert, an dem SHP-2 sowie SRC- und MAP-Kinasen beteiligt sind. 25� DDR2 reguliert epithelial-mesenchymale Übergänge (EMT) und eine Untergruppe von Mutationen in DDR2 sind in zellulären Modellsystemen onkogen. 17,26,28,29

          DDR2 wird wirksam von FDA-zugelassenen Multi-Targeted-Kinase-Inhibitoren wie Dasatinib, Imatinib, Nilotinib und Ponatinib angegriffen, und diese Wirkstoffe unterdrücken die Proliferation von DDR2 mutierte Krebszelllinien. 30� Dasatinib, der stärkste dieser Inhibitoren, wurde in mehreren klinischen Studien zu Lungenkrebs untersucht, einschließlich Studien, die sich auf Patienten mit DDR2 Mutationen. 33,34 Während zwei Reaktionen auf Dasatinib bei Patienten mit dem DDR2 Die S768R-Mutation, die hochgradig vielseitige Wirkung von Dasatinib und die damit verbundene Toxizität haben seine klinische Entwicklung bei Lungenkrebs eingeschränkt. 17,33

          Angesichts des Mangels an wirksamen zielgerichteten Therapeutika für Patienten mit Lungen-SqCC mit DDR2 Mutationen, 22 versuchten wir, potente und selektive Inhibitoren von DDR2 zu entwickeln, die verwendet werden könnten, um die Auswirkungen der Hemmung der Kinaseaktivität von DDR2 pharmakologisch anzugehen. Wir haben zuvor selektive DDR1-Inhibitoren erzeugt und charakterisiert, diese Verbindungen zeigten jedoch keine nennenswerte Aktivität gegen DDR2. 31 Andere haben über neue potente DDR2-Inhibitoren berichtet, 32 aber diese Verbindungen wurden weder in Zellmodellen untersucht noch zeigen sie den gleichen Selektivitätsgrad für DDR2 wie selektive DDR1-Inhibitoren.

          Wir berichten hier über die Charakterisierung von Compound 1, ein Molekül, das zuvor für seine Fähigkeit zur Hemmung von Kinasen der Ephrin-Familie charakterisiert wurde, 35 als potenter Inhibitor von DDR2. Darüber hinaus charakterisieren wir auch weitere potente DDR2-Inhibitoren 2, 36 3, und 4. Wir zeigen, dass diese DDR2-Inhibitoren die Aktivität der DDR2-Kinase verringern in vitro und in zellulären Systemen mit vergleichbarer Wirksamkeit und mit einem höheren Grad an Spezifität im Vergleich zu zuvor charakterisierten DDR2-Inhibitoren. Mit diesen Verbindungen zeigen wir, dass die DDR2-Aktivierung eng mit der SRC-Funktion verknüpft ist, dass SRC DDR2 in einem Komplex phosphoryliert und dass die SRC-Aktivität gegenüber DDR2 bei der Aufrechterhaltung des Überlebens von . dominant ist DDR2 mutierte Krebszelllinien. Darüber hinaus zeigen wir, dass entweder die selektive SRC- oder DDR2-Hemmung durch die Hemmung der anderen Kinase verstärkt wird, was auf eine koordinierte Rolle von SRC und DDR2 bei der Vermittlung des Überlebens von Zellen mit DDR2 Mutationen. Darüber hinaus präsentieren wir einen dualen SRC/DDR2-Inhibitor, Verbindung 5, die unterdrückt DDR2 mutierte Lungenkrebsmodelle. Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass die selektive Hemmung von DDR2 wahrscheinlich keine erfolgreiche alleinige therapeutische Strategie sein wird, um Tumore mit DDR2 Mutationen im Gegensatz zur dualen SRC/DDR2-Hemmung.


          Inhalt

          Die Theorie der Onkogene wurde von dem deutschen Biologen Theodor Boveri in seinem Buch von 1914 angedeutet Zur Frage der Entstehung Maligner Tumoren (Über die Entstehung bösartiger Tumoren), in dem er die Existenz von Onkogenen vorhersagte (Teilungsfoerdernde Chromosomen) die werden verstärkt (im permanenten Übergewicht) während der Tumorentwicklung. [7]

          Später wurde der Begriff "Onkogen" 1969 von den Wissenschaftlern des National Cancer Institute, George Todaro und Robert Hübner, wiederentdeckt. [8]

          Das erste bestätigte Onkogen wurde 1970 entdeckt und als SRC (ausgesprochen "Sarc", kurz für Sarkom) bezeichnet. SRC wurde zuerst als Onkogen in einem Hühner-Retrovirus entdeckt. Experimente von Dr. G. Steve Martin von der University of California, Berkeley, zeigten, dass SRC tatsächlich das Gen des Virus war, das bei einer Infektion als Onkogen wirkte. [9] Die erste Nukleotidsequenz von v-Src wurde 1980 von A. P. Czernilofsky et al. [10]

          1976 wurde Dr. Dominique Stéhelin [fr] , J. Michael Bishop und Harold E. Varmus von der University of California, San Francisco zeigten, dass Onkogene aktivierte Proto-Onkogene sind, wie sie in vielen Organismen, einschließlich des Menschen, vorkommen. Bishop und Varmus erhielten 1989 den Nobelpreis für Physiologie oder Medizin für ihre Entdeckung des zellulären Ursprungs retroviraler Onkogene. [11]

          Dr. Robert Weinberg wird die Entdeckung des ersten identifizierten menschlichen Onkogens in einer menschlichen Blasenkrebszelllinie zugeschrieben. [12] [13] Die molekulare Natur der Mutation, die zur Onkogenese führt, wurde anschließend vom spanischen Biochemiker Mariano Barbacid isoliert und charakterisiert und in veröffentlicht Natur im Jahr 1982. [14] Dr. Barbacid verbrachte die folgenden Monate damit, seine Forschungen auszuweiten und entdeckte schließlich, dass das Onkogen ein mutiertes Allel von HRAS war, und charakterisierte seinen Aktivierungsmechanismus.

          Das resultierende Protein, das von einem Onkogen kodiert wird, wird als bezeichnet Onkoprotein. [15] Onkogene spielen eine wichtige Rolle bei der Regulation oder Synthese von Proteinen, die mit dem tumorigenen Zellwachstum verbunden sind. Einige Onkoproteine ​​werden akzeptiert und als Tumormarker verwendet.

          EIN Proto-Onkogen ist ein normales Gen, das aufgrund von Mutationen oder erhöhter Expression zu einem Onkogen werden könnte. Proto-Onkogene kodieren für Proteine, die helfen, das Zellwachstum und die Differenzierung zu regulieren. Proto-Onkogene sind häufig an der Signalübertragung und Ausführung mitogener Signale beteiligt, normalerweise durch ihre Proteinprodukte. Beim Erwerb einer aktivierenden Mutation wird aus einem Proto-Onkogen ein Tumor-induzierender Wirkstoff, ein Onkogen. [16] Beispiele für Proto-Onkogene sind RAS, WNT, MYC, ERK und TRK. Das MYC-Gen ist am Burkitt-Lymphom beteiligt, das beginnt, wenn eine chromosomale Translokation eine Enhancer-Sequenz in die Nähe des MYC-Gens bewegt. Das MYC-Gen kodiert für weit verbreitete Transkriptionsfaktoren. Wenn die Enhancer-Sequenz falsch platziert ist, werden diese Transkriptionsfaktoren mit viel höheren Geschwindigkeiten produziert. Ein weiteres Beispiel für ein Onkogen ist das Bcr-Abl-Gen, das auf dem Philadelphia-Chromosom gefunden wird, ein Stück genetischen Materials, das bei chronischer myeloischer Leukämie zu sehen ist, das durch die Translokation von Stücken von den Chromosomen 9 und 22 verursacht wird. Bcr-Abl kodiert für eine Tyrosinkinase, die konstitutiv aktiv, was zu unkontrollierter Zellproliferation führt. (Weitere Informationen zum Philadelphia-Chromosom unten)

          Aktivierung Bearbeiten

          Das Proto-Onkogen kann durch eine relativ kleine Modifikation seiner ursprünglichen Funktion zu einem Onkogen werden. Es gibt drei grundlegende Aktivierungsmethoden:

          1. Eine Mutation innerhalb eines Proto-Onkogens oder innerhalb einer regulatorischen Region (zum Beispiel der Promotorregion) kann eine Veränderung der Proteinstruktur verursachen, die
            • eine Erhöhung der Protein-(Enzym-)Aktivität
            • ein Regulierungsverlust
          2. Eine Erhöhung der Menge eines bestimmten Proteins (Proteinkonzentration), verursacht durch
            • eine Erhöhung der Proteinexpression (durch Fehlregulation)
            • eine Erhöhung der Protein (mRNA)-Stabilität, die ihre Existenz und damit ihre Aktivität in der Zelle verlängert (eine Art von Chromosomenanomalie), was zu einer erhöhten Proteinmenge in der Zelle führt
          3. Eine chromosomale Translokation (eine andere Art von Chromosomenanomalie)
            • Es gibt 2 verschiedene Arten von chromosomalen Translokationen, die auftreten können:
            1. Translokationsereignisse, die ein Proto-Onkogen an eine neue chromosomale Stelle verlagern, die zu einer höheren Expression führt
            2. Translokationsereignisse, die zu einer Fusion zwischen einem Proto-Onkogen und einem 2. Gen führen (dadurch entsteht ein Fusionsprotein mit erhöhter kanzeröser/onkogener Aktivität)
              • der Ausdruck eines konstitutiv aktiven Hybridprotein. Diese Art von Mutation in einer sich teilenden Stammzelle im Knochenmark führt zu Leukämie bei Erwachsenen
              • Das Philadelphia-Chromosom ist ein Beispiel für diese Art von Translokationsereignis. Dieses Chromosom wurde 1960 von Peter Nowell und David Hungerford entdeckt und ist eine Verschmelzung von Teilen der DNA von Chromosom 22 und Chromosom 9. Das gebrochene Ende von Chromosom 22 enthält das "BCR"-Gen, das mit einem Fragment von Chromosom 9 verschmilzt das das "ABL1"-Gen enthält. Wenn diese beiden Chromosomenfragmente fusionieren, verschmelzen auch die Gene, wodurch ein neues Gen entsteht: "BCR-ABL". Dieses fusionierte Gen kodiert für ein Protein, das eine hohe Protein-Tyrosin-Kinase-Aktivität zeigt (diese Aktivität ist auf die "ABL1"-Hälfte des Proteins zurückzuführen). Die unregulierte Expression dieses Proteins aktiviert andere Proteine, die am Zellzyklus und der Zellteilung beteiligt sind, was dazu führen kann, dass eine Zelle unkontrolliert wächst und sich teilt (die Zelle wird krebsartig). Infolgedessen wird das Philadelphia-Chromosom mit chronischer myeloischer Leukämie (wie bereits erwähnt) sowie anderen Formen von Leukämie in Verbindung gebracht. [17]

            Die Expression von Onkogenen kann durch microRNAs (miRNAs) reguliert werden, kleine RNAs mit einer Länge von 21-25 Nukleotiden, die die Genexpression kontrollieren, indem sie sie herunterregulieren. [18] Mutationen in solchen microRNAs (bekannt als Oncomire) können zur Aktivierung von Onkogenen führen. [19] Antisense-Messenger-RNAs könnten theoretisch verwendet werden, um die Wirkung von Onkogenen zu blockieren.

            Es gibt mehrere Systeme zur Klassifizierung von Onkogenen, [20] aber es gibt noch keinen allgemein akzeptierten Standard. Sie werden manchmal sowohl räumlich (von außerhalb der Zelle nach innen bewegt) als auch chronologisch (parallel zum "normalen" Prozess der Signalübertragung) gruppiert. Es gibt mehrere Kategorien, die häufig verwendet werden:


            Wie wird aus einer normalen Zelle eine Krebszelle?

            Eine Krebszelle entwickelt sich aus einer normalen Zelle durch eine oder mehrere Mutationen in der DNA. Unsere DNA ist in Chromosomen verpackt – eng gewundene und kopierte Codestränge, die nur teilweise vor der Umwelt geschützt sind. Auch wenn eine Mutation keine Wirkung hat, je älter wir werden, je mehr unregelmäßige Mutationen wir von unseren Eltern erben oder je ungesünder unser Lebensstil ist, desto mehr häufen sich diese verschiedenen Mutationen an.

            Jedes kodierende Gen gibt Anweisungen, die ein bestimmtes Protein in ‘eingeschalteten’ Zellen produzieren. Unser Körper ist auf Proteine ​​angewiesen – sie bilden unser gesamtes Gewebe und auch die chemischen Botenstoffe, die den Körper zum Funktionieren bringen, einschließlich Neurotransmitter, Hormone und Chemokine. Proteine ​​bilden die Rezeptoren auf der Außenseite der Zellmembranen, die chemische Botenstoffe aufnehmen. Nicht jede Zelle hat die gleichen Rezeptoren, obwohl jede Zelle (außer dem kernlosen roten Blutkörperchen) die Anweisungen zu ihrer Herstellung enthält. Ein kodierendes Gen muss in einer Zelle eingeschaltet oder „exprimiert“ werden, damit ein bestimmtes Protein produziert werden kann.

            Andere Bereiche der DNA, die nicht für die Proteinsynthese kodieren – die nicht kodierende DNA genannt werden – schalten die Genexpression je nach Zelltyp, Alter des Organismus und sogar je nach Jahreszeit oder Tageszeit ein oder aus.

            Unser DNA-Code besteht aus vier spezifischen Proteinen – Adenin, Thymin, Guanin und Cytosin. Außerhalb des Zellkerns können diese Buchstabenfolgen gelesen und ihre Anweisungen befolgt werden. Wenn die DNA beschädigt und dann repariert wird, kann jedes dieser vier spezifischen Proteine ​​neu gemischt werden. In der Regel hat dies keinen großen Einfluss auf die Zellfunktion.

            Eine normale Zelle wird zu einer Krebszelle, wenn die DNA so geschädigt ist, dass sich der Zellwachstumszyklus ändert. Eine Krebszelle ist eine nicht funktionierende Zelle, die nicht stirbt, wenn sie sollte, sondern sich weiter teilt und ihre nicht funktionierende DNA an Tochterzellen weitergibt, die ebenfalls Krebszellen sind. Wachstum um des Wachstums willen ist die Ideologie der Krebszelle.

            Der ursächliche Faktor, der eine normale Zelle in eine Krebszelle verwandelt, ist die Ursache der DNA-Mutation. Es gibt selten eine einzige Ursache. Ursachen können ein Mangel an Antioxidantien in der Ernährung, ungeschütztes Arbeiten in einer Asbestfabrik, chronische Entzündungen, Sonnenbaden ohne Sonnencreme und vererbte Mutationen sein.

            Ursachen für Genvarianten

            Es gibt zwei Hauptgruppen von Genvarianten (Mutationen). Diese werden vererbt und nicht vererbt. Manche tun uns gut. Ohne Mutationen gäbe es keine Artenvielfalt. DNA-Schäden können jedoch auch weniger positive Einflüsse haben.

            Vererbte Genmutationen werden über Generationen weitergegeben – ein Baby, das von zwei Elternteilen mit Typ-1-Diabetes geboren wurde, hat eine fast eins zu zwei Wahrscheinlichkeit, an dieser genetischen Form von Diabetes zu erkranken. Einige vererbte Genmutationen sind de novo. Die Mutation tritt im Sperma des Vaters oder der Eizelle der Mutter auf und die Genvariante tritt während der Befruchtung auf und gibt diese DNA an jede Zelle des wachsenden Embryos weiter. Liegt die Genvariante in Proteinen vor, die sich erst im späteren Leben bilden, wie etwa bestimmten Hormonen in der Pubertät, können die Symptome bis zu einem späteren Zeitpunkt ausbleiben.

            Derzeit kann nur sehr wenig getan werden, um vererbte Genvarianten zu verhindern. Der Einsatz von Gentechnik zur Veränderung von Genen in den frühesten Stadien der Embryonalentwicklung führt zu einem komplizierten Geflecht ethischer Fragen, das dieses Studiengebiet bisher ausschließlich im Labor hält. Vererbter Krebs ist selten, vererbte Krebssyndrome erhöhen jedoch das Risiko, an bestimmten Krebsarten zu erkranken. Ein Beispiel ist Eierstockkrebs, der häufig bei Frauen auftritt, die in Familien geboren wurden, die das Gen für das erbliche Brust- und Eierstockkrebssyndrom tragen. Ein weiteres Beispiel ist das erhöhte Darmkrebsrisiko bei Menschen aus Familien, die das erbliche Gen für Darmkrebs ohne Polyposis tragen.

            Nicht vererbte Genmutationen treten während unseres Lebenszyklus auf und betreffen nur einzelne Zellen – diese können im ganzen Körper verteilt sein oder vom gleichen Gewebetyp sein. Eine Mutation oder Genvariante verursacht nicht immer Krebs, kann aber im Laufe der Zeit Krankheiten verursachen. Wenn sich nachfolgende Zellgenerationen teilen, um die Variante der ursprünglichen Zelle zu produzieren, könnte ein Problem offensichtlich werden.

            Die Ursachen für nicht vererbte Genmutationen sind vielfältig. Das Einatmen von Asbeststaub kann die DNA von Lungenzellen schädigen, ebenso wie Tabakrauch, Radongas und Ruß. Alle sind krebserregend – sie haben das Potenzial, Krebszellen zu erzeugen.

            Fettleibigkeit erhöht das Risiko, an Dickdarm-, Speiseröhren-, Nieren- und Bauchspeicheldrüsenkrebs zu erkranken, wahrscheinlich aufgrund eines chronischen Entzündungszustandes. Infektionen können auch die DNA schädigen und zur Entwicklung von Krebszellen führen. Denken Sie daran, dass nur mutierte Zellen, die unkontrolliert wachsen, Krebszellen sind.

            Ultraviolette Strahlung und Röntgenstrahlen sind Quellen nichtionisierender Strahlung, die DNA-Bindungen aufbrechen. Wenn die DNA falsch repariert wird oder die Strahlenbelastung anhält, besteht eine höhere Wahrscheinlichkeit, dass sich eine Krebszelle entwickelt. Je größer der Expositionsbereich, desto mehr potenzielle Krebszellen werden produziert. Strahlung in Form von Computertomographie-Scans oder als Krebsbehandlung verursacht viel weniger wahrscheinlich Genvarianten als stärkere, nicht ionisierende Formen.

            Alkohol ist ein weiteres Karzinogen, das im Laufe der Zeit die DNA von Zellen im Verdauungstrakt, in den Atemwegen und in der Leber beeinflusst. Dies ist hauptsächlich die Wirkung des krebserregenden Acetaldehyds, das beim Abbau von Alkohol entsteht.

            Für diejenigen, die denken, dass Teetrinken die sicherste Alternative ist, verbrennen häufig sehr heiße Getränke die Speiseröhrenzellen und schädigen ihre DNA. Während der Stickstoffbasenreparatur können fehlerhafte Mutationen innerhalb der verbrannten DNA auftreten.

            Die aktuelle Liste bekannter Mutagene ist viel zu lang, um sie in diesem Artikel aufzulisten. Expositionsdauer, Expositionsalter, andere Risikofaktoren und Zellteilungszeit bedeuten, dass kein Mutagen vorhersagbar ist. Nicht alle Raucher oder krankhaft fettleibige Menschen entwickeln Krebs, obwohl ein größerer Anteil dieser Gruppen im Vergleich zu Nichtrauchern oder Gruppen mit niedrigem Body-Mass-Index dies tut.


            Targeting von Zellzyklusproteinen bei Hirntumoren

            Ataxie Teleangiektasie mutiert (ATM)

            ATM ist eine DNA-Schaden-Checkpoint-Kinase (Abb. 19.6). Chemotherapie (TMZ, Cisplatine) und Strahlentherapie induzieren direkt oder indirekt DNA-Doppelstrangbrüche (DSBs) und das Targeting der ATM-Kinasen ist eine potenzielle therapeutische Strategie zur Verstärkung der Chemo- und/oder Strahlensensibilisierung [95] . Der ATM-Inhibitor KU-55933, ein Morpholinyl-Thianthrenyl-Pyranon, erhöhte die Strahlensensibilisierung von Gliomzellen und GBM-CSCs, was darauf hindeutet, dass es sich um einen potentiellen TMZ-Sensibilisator handeln könnte [96–98] ( Tab. 19.2 ). Ein ATM-Inhibitor der zweiten Generation, KU-60019, bewirkte eine Hemmung von DNA-Schäden/-Reparaturen und war ein wirksamer Strahlensensibilisator in GBM-Modellen, insbesondere solchen mit p53-Mutationen [99,100] (Tabelle 19.2). Zusammengenommen legen diese Studien nahe, dass ein ATM-Inhibitor in Kombination mit einer konventionellen Behandlung verwendet werden kann, um die Aktivität des DSB-Reparaturwegs zu verhindern ( Abb. 19.6).

            Tabelle 19.2 . Ausgewählte Inhibitoren für DNA-Schadens-Checkpoints und Spindel-Assembly-Checkpoints

            Erhöhter Zelltod in TMZ-sensitiven GBM-Zelllinien, nicht beobachtet bei TMZ-resistenten Zellen [98]

            Die DNA-Schadensreaktion in GBM-CSCs wurde aufgehoben, was zu einer Radiosensibilisierung führte [97]

            Verbesserte Wirksamkeit ionisierender Strahlung gegen strahlenresistente GBM-Zellen [99]

            Sensibilisiertes p53-mutiertes GBM-Xenotransplantat gegenüber Strahlung und verlängertes Überleben von Mäusen [100]

            Erhöhte DNA-Schädigung und Apoptose in MB-Zellen der Gruppe 3 und synergetisch mit Cisplatin [101]

            Führte zu einer mitotischen Katastrophe in GBM-Zellen [102] erhöhte Strahlenempfindlichkeit in GBM-Zelllinien [103]

            Erhöhte Mausüberlebensrate in einem GBM-Flanken-Xenograft-Modell [102] heterogen über die BHS verteilt in orthotopen GBM-Modellen [104]

            NCT02207010. Phase 0: Wiederkehrende GBM (aktiv, nicht rekrutierend)

            NCT01849146. Phase I: Neu/rezidivierende GBM in Kombination mit Bestrahlung und TMZ (Recruiting)

            Erhöhte DNA-Schädigung und Apoptose als Einzelwirkstoff und war synergistisch mit Cisplatin in MB-Zelllinien. In vivo reduziertes MB-Tumorwachstum [105]

            NCT02095132. Phase I/II: Pädiatrische rezidivierte/refraktäre solide Tumoren, darunter MB, in Kombination mit oralem Irinotecan (Recruiting)

            Führte zu irregulärer Zentrosomduplikation und Trennung stoppte die Zellzyklus-induzierte Apoptose in MB-Zellen [106]. In vivo, verlängertes Überleben bei MB-tragenden Mäusen (62,5 mg/kg/Woche über 4 Wochen) [106]

            Sensibilisierte MB-Zellen gegenüber ionisierender Strahlung [107]

            Verursachte mitotischer Arrest und GBM-Zelltod in Kombination mit TMZ erzeugte synergistische Effekte [108]

            Inhibierte GBM-Zellproliferation bei nanomolarer Konzentration [108]

            Nach Strahlentherapie reduzierte sich die Selbsterneuerung von GBM-CSCs und induzierte Apoptose in vitro nach Strahlentherapie verringerte das Tumorwachstum und verlängerte das Überleben bei xenotransplantierten Mäusen [109]

            Hemmte die Proliferation und könnte die Selbsterneuerungskapazität von GBM-Tumorneurosphären-Stammzellen verringern in vitro verlängerte das Überleben von Mäusen in einem intrakraniellen GBM-Neurosphären-Xenograft-Modell [110]

            Erhöhte Polyploidie und Seneszenz bei Gliom-CSCs [111]

            Die gehemmte Proliferation von stammähnlichen Zellen der GBM-Tumorneurosphäre verstärkte die Wirkung von TMZ und Bestrahlung [112]

            NCT02186509. Phase I: Rezidivierende hochgradige Gliome, in Kombination mit fraktionierter stereotaktischer Radiochirurgie (Recruiting)

            Blockierte GBM-Zytokinese, die zu polyploiden Zellen führte, die für Apoptose anfällig waren, erhöhte das Überleben von Mäusen im intrakraniellen Xenograft-Modell [113]

            In Myc-überexprimierenden MB-Zelllinien verlängerten erhöhte Polyploidie und Zelltod das Überleben der Mäuse [114]

            In Kombination mit Vincristin-induzierter Spindelmontage-Checkpoint-Override sensibilisierten erhöhte Aneuploidie und GBM-Zelltod GBM-Zellen gegenüber Vincristin in orthotopen Mausmodellen, was zu einem verlängerten Überleben führte [115]

            Eine gehemmte GBM-Zellproliferation durch Induktion einer mitotischen Katastrophe könnte GBM-Zellen gegenüber Strahlung sensibilisieren [116]

            Verminderte Zellproliferation und induzierte Apoptose in MB- und SHH-MB-Zelllinien der Gruppe 3 [117]

            Klinische Studiendaten von ClinicalTrial.gov.


            RGS7 wird beim Melanom rezidivierend mutiert und fördert die Migration und Invasion menschlicher Krebszellen

            Die Analyse von 501 Melanom-Exomen ergab, dass RGS7, das für ein GTPase-beschleunigendes Protein (GAP) kodiert, ein Tumorsuppressorgen ist. RGS7 war in 11% der Melanome mutiert und enthielt drei wiederkehrende Mutationen (p.R44C, p.E383K und p.R416Q). Eine strukturelle Modellierung der häufigsten rezidivierenden Mutation der drei (p.R44C) sagte voraus, dass sie das Protein aufgrund des Verlusts einer H-Brücke und eines Salzbrückennetzwerks zwischen der mutierten Position und den Serin- und Asparaginsäureresten an den Positionen 58 destabilisiert, as 61 bzw. Wir haben diese Vorhersage experimentell bestätigt und zeigen, dass das mutierte Protein p.R44C tatsächlich destabilisiert ist. Wir zeigen weiterhin, dass RGS7 p.R44C eine schwächere katalytische Aktivität für sein Substrat Gα . aufweistÖ, wodurch ein doppelter Mechanismus für seinen Funktionsverlust bereitgestellt wird. Von beiden Wirkungen wird erwartet, dass sie zum Funktionsverlust von RGS7 beitragen, was zu einem erhöhten verankerungsunabhängigen Wachstum, Migration und Invasion von Melanomzellen führt. Durch die Mutation von Position 56 in der R44C-Mutante von Valin zu Cystein, wodurch die Bildung einer Disulfidbrücke zwischen den beiden mutierten Positionen ermöglicht wurde, haben wir die katalytische Aktivität leicht erhöht und die Proteinstabilität wiederhergestellt, was zur Rettung der Funktion von RGS7 als Tumorsuppressor führte. Unsere Ergebnisse identifizieren RGS7 als neuartigen Melanomtreiber und weisen auf die klinische Relevanz von Strategien zur Stabilisierung des Proteins und damit zur Wiederherstellung seiner Funktion hin.

            Interessenkonflikt-Erklärung

            Die Autoren erklären, dass sie keine konkurrierenden Interessen haben.

            Figuren

            Auswirkungen der RGS7-Mutation auf…

            Auswirkungen der RGS7-Mutation auf die Stabilität und Aktivität von RGS7. ( ein ) Die…

            Auswirkungen von RGS7-Mutationen auf…

            Auswirkungen von RGS7-Mutationen auf die Migration und Invasion von Melanomzellen. ( ein ,…