Výskum rakoviny: Gény zombie a slony
Zaujímavý hlboký ponor do genetiky slonov pomáha vysvetliť, prečo sú menej náchylné na rakovinu ako ľudia. Odpoveď prichádza v podobe reanimovaného „génu zombie“.
Asi 17 percent ľudí zomiera na rakovinu, ale toto ochorenie nie je problémom iba pre ľudí; ovplyvňuje širokú škálu druhov.
Od mačiek a psov až po ryby a tasmánskych diablov - zdá sa, že boli postihnutí aj dinosaury účtované kačicami.
Je zaujímavé, že menej ako 5 percent slonov v zajatí zomiera na rakovinu. To je prekvapujúce, pretože žijú v priemere 70 rokov a majú zhruba stokrát viac buniek.
Dlhý život a viac buniek môže zvýšiť pravdepodobnosť výskytu rakoviny. Je to spôsobené tým, že pri každom rozdelení bunky sa jej DNA skopíruje, čo zvyšuje možnosť výskytu chýb. Pretože sa tieto chyby vyskytujú počas dlhého života, je pravdepodobnejšie, že sa rozvinie rakovina.
Čím viac buniek máte, tým viac možností rakovina má. Napríklad vyšší ľudia majú o niečo vyššie riziko rakoviny ako nižší ľudia a celkový počet buniek v tele môže byť jedným z dôvodov.
Takže v rámci druh, počet buniek koreluje s väčším rizikom rakoviny, ale medzi tieto korelácie sa neobjavujú. Toto sa označuje ako Peťov paradox, ktorý dostal meno po epidemiológovi rakoviny Richardovi Peťovi, ktorý tento rébus prvýkrát popísal v 70. rokoch.
Pochopenie toho, čo robí väčšie druhy odolnejšie voči rakovine, je zaujímavé a dôležité; ak dokážeme pochopiť, ako bunky slonov vyháňajú nádory, možno by sme mohli pomocou týchto poznatkov znížiť pravdepodobnosť rakoviny u ľudí.
Kontrola poškodenia slonovej DNA
V roku 2015 vedci pracujúci nezávisle na Chicagskej univerzite v Illinois a na Utažskej univerzite v Salt Lake City dosiahli prielom v porozumení odolnosti slonov voči rakovine.
U ľudí a mnohých ďalších zvierat funguje gén nazývaný p53 ako tumor supresor; identifikuje poškodenie DNA, ktoré nebolo opravené, a vyvoláva bunkovú smrť. Týmto spôsobom sú bunky, ktoré majú potenciál zmeniť sa na darebáka, zopnuté v zárodku.
Keď sa vedci pozreli na genómy slonov, zistili, že nesú najmenej 20 kópií p53. Na porovnanie, väčšina zvierat, vrátane nás, nosí iba jednu kópiu. Dodatočné kópie slona znamenajú, že bunky s poškodenou DNA sú identifikované a zničené rýchlejšie a efektívnejšie.
Tím z Chicagskej univerzity, ktorý chcel nadviazať na toto prekvapivé zistenie, nedávno publikoval v časopise nový príspevok Správy buniek. Štúdia načrtáva druhú časť skladačky a ďalej vysvetľuje, ako sa zdá, že slony sú schopné zabrániť rozvoju rakoviny.
Jeho autori popisujú protirakovinový gén, ktorý sa vrátil z mŕtvych. Ako vysvetľuje hlavný autor štúdie Vincent Lynch, Ph.D., odborný asistent humánnej genetiky: „Gény sa neustále duplikujú. Niekedy robia chyby a vytvárajú nefunkčné verzie známe ako pseudogény. Často o nich hovoríme odmietavo ako o mŕtvych génoch. “
Nárast génu zombie
Pri vyšetrovaní p53 u slonov zistili, že pseudogén známy ako inhibičný faktor leukémie 6 (LIF6) už nie je pseudogénom a „vrátil sa späť k životu“. „vyvinulo nový vypínač“.
Oživená funkcia LIF6 poskytla ďalší kúsok skladačky; po aktivácii p53 môže LIF6 reagovať na poškodenú DNA útokom a zabitím bunky. Robí to tak, že produkuje proteín, ktorý prepichne mitochondriálne membrány, čím zničí napájanie bunky a rýchlo ju zabije.
"Tento mŕtvy gén sa vrátil k životu." […] Je to prospešné, pretože to reaguje na genetické chyby, chyby, ktoré sa vyskytnú pri oprave DNA. Zbavenie sa tejto bunky môže zabrániť následnej rakovine. “
Vincent Lynch, Ph.D.
Zdá sa, že tento zombie gén pomáha slonom vyhnúť sa rakovine už dlho: pred 25–30 miliónmi rokov. "Môžeme pomocou evolučných trikov zistiť, kedy sa tento zaniknutý gén stal opäť funkčným," vysvetľuje Lynch.
Predpokladali, že gén LIF6 sa znovu zapol zhruba v rovnakom čase, keď začali vzrastať vzrastu vzdialených príbuzných slona. Genetické mutácie, ako je táto, mohli pomôcť slonom vyvinúť sa do monštier, ktorými sú dnes.
„Veľké zvieratá s dlhou životnosťou si museli vyvinúť silné mechanizmy na potlačenie alebo elimináciu rakovinových buniek, aby mohli žiť tak dlho ako oni a dosiahnuť svoju veľkosť pre dospelých,“ vysvetľuje spoluautor štúdie Juan Manuel Vazquez.
Zistenia sú zaujímavé; nielenže poskytujú nový pohľad na rakovinu, ale tiež nám umožňujú nahliadnuť do vývoja slona. Ďalej tím plánuje preskúmať LIF6 so zameraním na to, ako presne spúšťa apoptózu.
