Дослідження раку: гени зомбі та слони
Інтригуюче глибоке занурення в генетику слонів допомагає пояснити, чому вони менш сприйнятливі до раку, ніж люди. Відповідь приходить у формі реанімованого «гена зомбі».
Близько 17 відсотків людей помирають від раку, але хвороба не є проблемою, обмеженою людиною; він вражає широкий спектр видів.
Від котів і собак до риб та тасманійських дияволів - схоже, навіть динозаври з качками страждають.
Цікаво, що менше 5 відсотків слонів у полоні вмирають від раку. Це дивно, оскільки вони живуть в середньому 70 років і мають приблизно в 100 разів більше клітин.
Проживши довге життя та маючи більше клітин, рак може з’явитися частіше. Це пов’язано з тим, що кожен раз, коли клітина ділиться, її ДНК копіюється, що збільшує можливість помилок. Оскільки ці помилки зростають протягом довгого життя, рак, швидше за все, розвивається.
Чим більше клітин у вас, тим більше можливостей у раку. Наприклад, у людей вищого віку дещо вищий ризик раку, ніж у людей нижчого віку, і загальна кількість клітин в їх організмі може бути однією з причин.
Тому, в межах у виду, кількість клітин корелює з більшим ризиком раку, але між видів, ця кореляція не проявляється. Це називають парадоксом Пето, названим на честь епідеміолога раку Річарда Пето, який вперше описав цю загадку в 1970-х.
Розуміння того, що робить великі види більш стійкими до раку, є і цікавим, і важливим; якщо ми можемо зрозуміти, як клітини слонів перевищують пухлини, можливо, ми можемо використати ці знання, щоб допомогти зменшити шанси людства на рак.
Контроль пошкодження ДНК слона
У 2015 році вчені, що працюють самостійно в Університеті Чикаго в Іллінойсі та Університеті Юти в Солт-Лейк-Сіті, зробили прорив у розумінні стійкості слонів до раку.
У людей та багатьох інших тварин ген, названий p53, працює як супресор пухлини; він визначає пошкодження ДНК, які не були відновлені, і викликає загибель клітин. Таким чином клітини, які потенційно можуть перетворитись на зловмисників, відсікаються в зародку.
Коли вчені розглядали геноми слонів, вони виявили, що вони несуть принаймні 20 копій p53. Для порівняння, більшість тварин, включаючи нас, мають лише одну копію. Додаткові копії слона означають, що клітини з пошкодженою ДНК ідентифікуються та знищуються швидше та ефективніше.
Бажаючи спиратися на цю дивовижну знахідку, команда з Чиказького університету нещодавно опублікувала в журналі нову статтю Звіти стільникових мереж. Дослідження окреслює другу частину головоломки, пояснюючи далі, як слони здаються здатними запобігти розвитку раку.
Його автори описують протипухлинний ген, який повернувся з мертвих. Як пояснює старший автор дослідження Вінсент Лінч, доктор філософії, доцент кафедри генетики людини, “Гени постійно дублюються. Іноді вони роблять помилки, створюючи нефункціональні версії, відомі як псевдогени. Ми часто називаємо їх зневажливо "мертвими генами".
Зростання гена зомбі
Досліджуючи p53 у слонів, вони виявили, що псевдоген, відомий як фактор інгібування лейкемії 6 (LIF6), більше не був псевдогеном і "ожив"; він "розробив новий вимикач".
Відроджена функція LIF6 забезпечила ще одну частину головоломки; після активації p53 LIF6 може реагувати на пошкоджену ДНК, атакуючи та вбиваючи клітину. Він робить це, виробляючи білок, який проколює мембрани мітохондрій, тим самим руйнуючи джерело живлення клітини і швидко вбиваючи його.
“Цей мертвий ген ожив. [...] Це вигідно, оскільки діє у відповідь на генетичні помилки, помилки, допущені під час відновлення ДНК. Позбавлення цієї клітини може запобігти подальшому раку ".
Вінсент Лінч, доктор філософії
Цей ген зомбі, здається, давно допомагав слонам уникати раку: 25–30 мільйонів років тому. "Ми можемо використовувати фокуси еволюції, щоб спробувати з'ясувати, коли цей неіснуючий ген знову став функціональним", - пояснює Лінч.
Вони припустили, що ген LIF6 знову був увімкнений приблизно в той самий час, коли далекі родичі розміром із бабака почали зростати. Такі генетичні мутації, можливо, допомогли слонам перерости в бегемотів, якими вони є сьогодні.
"Великі тварини, що довго живуть, повинні мати розвинені надійні механізми або придушення, або усунення ракових клітин, щоб жити стільки, скільки вони живуть, і досягти своїх розмірів для дорослих", - пояснює співавтор дослідження Хуан Мануель Васкес.
Висновки інтригують; вони не лише дають нове розуміння раку, вони також дають нам змогу поглянути на еволюцію слона. Далі команда планує дослідити LIF6, зосередившись саме на тому, як саме він викликає апоптоз.
