Gen zombie chroni słonie przed rakiem

Aug 25 2018
Odkryto dziwny ewolucyjny zwrot akcji w poszukiwaniu powodów, dla których słonie rzadko chorują na raka.
Duże ssaki, takie jak wieloryby i słonie, mają bardzo niski wskaźnik zachorowań na raka w porównaniu z mniejszymi ssakami, takimi jak ludzie. Naukowcy uważają, że znaleźli genetyczną odpowiedź na ten paradoks. fhm / Getty Images

Nie masz pojęcia, jakie jest twoje DNA w tej chwili. Możesz nie być w stanie tego zobaczyć lub poczuć, jak działa, ale jest tam, nigdy nie śpi i po prostu cię związał. Nie możesz zobaczyć swojego materiału genetycznego, ale jest to cały wszechświat biologicznych instrukcji - i przez większość czasu nie są one nawet bardzo dobrymi instrukcjami. Twoje DNA może teraz sprawiać, że z twoich dłoni wyrastają grube czarne włosy; może też nonszalancko chronić przed rakiem. Może też nic nie robić. Nic nie wiadomo.

Oto jedna rzecz: ewolucja nie ma dla ciebie osobiście świetnego planu. Niezależnie od tego, czy masz geny, które mówią Twoim dłoniom, aby wyrosły wąsy, a organizmowi, aby walczył z rakiem - to w większości przypadek. Przeważnie. Ale od czasu do czasu wiadomo, że DNA wywołuje niesamowite Zdrowaś Mario.

Weźmy na przykład słonie. Bardzo rzadko zachorują na raka - śmiertelność słoni na raka wynosi niecałe 5% , podczas gdy my umieramy na raka między 11 a 25% przypadków. Wieloryby mają również bardzo niski wskaźnik zachorowań na raka - w rzeczywistości wydaje się, że duże zwierzęta wszelkiego rodzaju zapadają na raka znacznie rzadziej, niż można by sobie wyobrazić. Zdziwiło to badaczy raka w latach pięćdziesiątych i sześćdziesiątych XX wieku, ponieważ wczesne zrozumienie, dlaczego rak się pojawia, ma związek z liczbą komórek, które ma zwierzę, w połączeniu z jego długowiecznością.

Naukowcy twierdzili, że duże i długowieczne zwierzęta mają dużo komórek i / lub więcej czasu, w którym komórki mogą potencjalnie zacząć źle wykonywać swoją pracę. I odwrotnie, małe zwierzęta mają mniej komórek i generalnie nie żyją tak długo, jak większe zwierzęta, dlatego jest mniej szans i mniej czasu na mutację komórek w sposób, który doprowadziłby do raka. Ta linia rozumowania ma trochę sensu, prawda? Jednak w latach siedemdziesiątych statystyczny epidemiolog Richard Peto zauważył, że nie obserwujemy częstszych zachorowań na raka u ludzi niż u myszy, mimo że ludzkie ciała zawierają 1000 razy więcej komórek i żyją 30 razy dłużej.

W ten sposób nauka została wprowadzona w Paradoks Peto , tajemnicę, która nękała badaczy raka przez prawie pół wieku. Chociaż rak niezawodnie pojawia się u większych osobników w obrębie gatunku częściej niż u małych - na przykład kilka centymetrów wzrostu człowieka może znacznie zwiększyć jej szanse na zachorowanie na niektóre rodzaje raka - z jakiegokolwiek powodu, ogromnego i długiego- żywe zwierzęta mają wskaźniki raka porównywalne lub niższe od naszych.

Ponieważ bycie humongistycznym ewoluowało niezliczoną ilość razy w ciągu eonów, prawdopodobnie jest tyle rozwiązań paradoksu Peto, ile jest zwierząt o gigantycznych ciałach. Jednak nowe badanie opublikowane w Cell Reports z 14 sierpnia 2018 roku wykazało, że przyczyna Paradoksu Peto u słoni jest w rzeczywistości kompletnie szalona.

Poprzednie badania wykazały, że afrykańskie słonie sawannowe ( Loxodonta africana ) mają całą masę kopii specyficznego genu zwalczającego raka o nazwie TP53. Ten gen wytwarza białko, które przeczesuje komórki w poszukiwaniu potencjalnych uszkodzeń DNA. Ludzie (i większość innych zwierząt) mają tylko jedną kopię tego genu - zdarza się, że słonie mają 20 kopii . Tak więc T53 daje słoniom dużą zdolność dostrzegania problemu, ale nie daje możliwości zrobienia czegokolwiek z tym problemem.

Zespół badawczy z University of Chicago przeszukał genom słonia, aby zobaczyć, czy mógłby znaleźć jakąkolwiek wskazówkę, kto będzie przeprowadzał naprawy lub niszczenie komórek, które dają słoniom ich moc walki z rakiem, i odkryli coś dość oczywistego: Słonie mają od siedmiu do 11 kopii typu genu znanego jako „czynnik hamujący białaczkę” lub LIF. Problem polegał na tym, że te kopie były stare - wiele z nich prawdopodobnie było przydatnych dla ewolucyjnych przodków słonia, ale były tak zdegradowane, że prawdopodobnie były całkowicie bezużyteczne.

I tu zaczyna się robić dziwnie.

„To, co faktycznie znaleźliśmy, to kopia LIF - LIF6 - która została zintegrowana z genomem wspólnego przodka słoni i manatów” - mówi naczelny autor Juan Manuel Vazquez, doktorant na Wydziale Genetyki Człowieka na Uniwersytecie w Chicago. „Manaty nadal mają ten fragment DNA, ale to właśnie tradycyjnie uważamy za„ śmieci ”. Ale słonie wzięły to śmieciowe DNA i tuż przed utratą całego potencjału kodującego prawidłowe białko, wyewoluowały nowy sposób wywoływania jego aktywacji i ekspresji w funkcjonalne białko. To był czysty przypadek. "

Tak więc, jako ostatnia próba ograniczenia gromadzenia się złych komórek, słoń wskrzesił fragment DNA, który jest w stanie zabić komórki, które zostały oznaczone do wykonania przez TP53 i zmusił go do uboju komórek z uszkodzeniem DNA.

„Ukuliśmy termin 'gen zombie', ponieważ nie mogliśmy znaleźć żadnego innego przypadku, w którym tak się stało - tuż przed tym, jak kawałek śmieciowego DNA stanie się czysto śmieciowym lub przekształci się w coś pożytecznego” - mówi Vazquez.

I wiesz, mogło się nie udać. Niesamowite jest to, że słoń był w stanie zarówno reaktywować gen, jak i kontrolować go - kazać LIF6 zabić nie każdą komórkę, ale tylko te, które wydawały się najbardziej niebezpieczne.

Nie możesz kontrolować swojego DNA, ale czasami może to wyjść za pomocą całkiem uroczych sztuczek, o których nawet nie pomyślałeś.

Teraz to jest interesujące

LIF6 zabija komórki, robiąc dziury w mitochondriach, elektrowni komórkowej.