Vēža izpēte: zombiju gēni un ziloņi
Intriģējoša dziļa ieniršana ziloņu ģenētikā palīdz izskaidrot, kāpēc viņi ir mazāk uzņēmīgi pret vēzi nekā cilvēki. Atbilde nāk kā reanimēts “zombiju gēns”.
Apmēram 17 procenti cilvēku mirst no vēža, taču šī slimība nav tikai cilvēkiem paredzēta problēma; tas ietekmē plašu sugu loku.
Sākot no kaķiem un suņiem, beidzot ar zivīm un Tasmānijas velniem, šķiet, ka pat pīļu rēķina dinozauri ir cietuši.
Interesanti, ka mazāk nekā 5 procenti nebrīvē esošu ziloņu mirst no vēža. Tas ir pārsteidzoši, jo viņi dzīvo vidēji 70 gadus un viņiem ir aptuveni 100 reizes vairāk šūnu.
Ilgstoša dzīve un vairāk šūnu var palielināt vēža parādīšanās iespējamību. Tas ir saistīts ar faktu, ka katru reizi, kad šūna dalās, tās DNS tiek kopēts, kas palielina kļūdu iespējamību. Tā kā šīs kļūdas rodas ilgā mūžā, visticamāk attīstīsies vēzis.
Jo vairāk jums ir šūnu, jo vairāk vēža paveras iespējas. Piemēram, garākiem cilvēkiem ir nedaudz lielāks vēža risks nekā īsākiem cilvēkiem, un kopējais šūnu skaits viņu ķermenī var būt daļa no iemesla.
Tātad, ietvaros sugu, šūnu skaits korelē ar lielāku vēža risku, bet starp sugām, šī korelācija neparādās. To sauc par Peto paradoksu, kas nosaukts vēža epidemiologa Ričarda Peto vārdā, kurš pirmo reizi aprakstīja šo mīkla 1970. gados.
Izpratne par to, kas padara lielākas sugas izturīgākas pret vēzi, ir gan interesanta, gan svarīga; ja mēs varam saprast, kā ziloņu šūnas pārspēj audzējus, varbūt mēs varam izmantot šīs zināšanas, lai palīdzētu samazināt cilvēces vēža izredzes.
Ziloņu DNS bojājumu kontrole
2015. gadā zinātnieki, kas patstāvīgi strādā Čikāgas universitātē Ilinoisā un Jūtas universitātē Soltleiksitijā, veica izrāvienu, lai izprastu ziloņu noturību pret vēzi.
Cilvēkiem un daudziem citiem dzīvniekiem gēns, ko sauc par p53, darbojas kā audzēja slāpētājs; tas identificē DNS bojājumus, kas nav novērsti, un izraisa šūnu nāvi. Tādā veidā šūnas, kurām ir potenciāls kļūt negodīgām, tiek iegremdētas pumpurā.
Kad zinātnieki apskatīja ziloņu genomus, viņi atklāja, ka viņiem ir vismaz 20 p53 kopijas. Salīdzinājumam, lielākajai daļai dzīvnieku, ieskaitot mūs, ir tikai viens eksemplārs. Ziloņa papildu kopijas nozīmē, ka šūnas ar bojātu DNS tiek identificētas un iznīcinātas ātrāk un efektīvāk.
Vēloties balstīties uz šo pārsteidzošo atradumu, Čikāgas universitātes komanda nesen žurnālā publicēja jaunu darbu Šūnu pārskati. Pētījumā izklāstīta mīklas otrā daļa, sīkāk izskaidrojot, kā ziloņi, šķiet, spēj novērst vēža attīstību.
Tās autori raksturo pretvēža gēnu, kas atgriezies no mirušajiem. Kā paskaidro vecākais pētījuma autors, cilvēku ģenētikas docents Vincents Linčs, doktors, “Gēni visu laiku dublējas. Dažreiz viņi pieļauj kļūdas, radot nefunkcionālas versijas, kas pazīstamas kā pseidogēni. Mēs tos bieži noraidoši nosaucam par mirušiem gēniem. ”
Zombiju gēna pieaugums
Izmeklējot p53 ziloņiem, viņi atklāja, ka pseidogēns, kas pazīstams kā leikēmijas inhibējošais faktors 6 (LIF6), vairs nav pseidogēns un ir "atgriezies dzīvē"; tas bija "attīstījis jaunu ieslēgšanas slēdzi".
Atjaunotā LIF6 funkcija nodrošināja vēl vienu mīklu; vienreiz aktivizēts ar p53, LIF6 var reaģēt uz bojātu DNS, uzbrūkot un nogalinot šūnu. Tas tiek darīts, ražojot olbaltumvielu, kas sadursta mitohondriju membrānas, tādējādi iznīcinot šūnas strāvas padevi un ātri to nogalinot.
“Šis mirušais gēns atgriezās dzīvē. […] Tas ir izdevīgi, jo tas darbojas, reaģējot uz ģenētiskām kļūdām, kļūdām, kas pieļautas, kad DNS tiek labots. Atbrīvošanās no šīs šūnas var novērst turpmāku vēzi. ”
Vinsents Linčs, Ph.D.
Šis zombiju gēns, šķiet, jau ilgu laiku palīdz ziloņiem izvairīties no vēža: pirms 25–30 miljoniem gadu. "Mēs varam izmantot evolūcijas trikus, lai mēģinātu noskaidrot, kad šis nedarbojies gēns atkal sāka darboties," skaidro Linčs.
Viņi uzskatīja, ka LIF6 gēns atkal tika ieslēgts aptuveni tajā pašā laikā, kad ziloņa grunduļa izmēra tālu radinieki sāka augt. Šādas ģenētiskas mutācijas, iespējams, ir palīdzējušas ziloņiem pārtapt par behemotiem, kādi tie ir šodien.
"Lieliem, ilgi dzīvojošiem dzīvniekiem jābūt attīstītiem spēcīgiem mehānismiem, lai vai nu nomāktu, vai iznīcinātu vēža šūnas, lai dzīvotu tik ilgi, cik viņi dzīvo, un sasniegtu pieaugušo lielumu," skaidro pētījuma līdzautors Huans Manuels Vazkess.
Atzinumi ir intriģējoši; Viņi ne tikai sniedz jaunu ieskatu vēzī, bet arī ļauj mums ieskatīties ziloņa evolūcijā. Pēc tam komanda plāno izpētīt LIF6, koncentrējoties tieši uz to, kā tas izraisa apoptozi.
