癌症研究:僵尸基因和大象
时间:2018-08-16 05:24:08 (次浏览 )
深入了解大象遗传学有助于解释为什么他们比人类更容易患癌症。答案以复活的“僵尸基因”的形式出现。
大约17%的人死于癌症,但这种疾病不仅限于人类; 它影响范围广泛的物种。
从猫和狗到鱼类和塔斯马尼亚恶魔 - 甚至鸭嘴恐龙似乎都受到了折磨。
有趣的是,被囚禁的大象中有5%死于癌症。这是令人惊讶的,因为它们平均寿命为70年,细胞数量大约是其100倍。
长寿和更多细胞可以使癌症更容易出现。这是因为每次细胞分裂时,其DNA被复制,这增加了错误的可能性。随着这些错误持续很长时间,癌症更容易发展。
你拥有的细胞越多,癌症的机会就越多。例如,较高的人患癌症的风险略高于较矮的人,并且身体中的细胞总数可能是其中一部分原因。
因此,在一个物种中,细胞数量与更高的癌症风险相关,但在物种之间,这种相关性不会出现。这被称为Peto's paradox,以癌症流行病学家Richard Peto的名字命名,他在20世纪70年代首次描述了这个难题。
了解使更大的物种更能抵抗癌症的原因既有趣又重要; 如果我们能够理解大象细胞如何排出肿瘤,也许我们可以利用这些知识帮助降低人类患癌症的几率。
大象DNA损伤控制
2015年,伊利诺伊州芝加哥大学和盐湖城犹他大学独立工作的科学家们在理解大象对癌症的抵抗力方面取得了突破性进展。
在人类和许多其他动物中,一种叫做p53的基因可以作为肿瘤抑制因子起作用。它识别未经修复的DNA损伤并引发细胞死亡。通过这种方式,有可能变成流氓的细胞被扼杀在萌芽状态。
当科学家观察大象基因组时,他们发现它们携带至少20份 p53。相比之下,包括我们在内的大多数动物只携带一份。大象的额外拷贝意味着DNA被损坏的细胞被更快速有效地识别和破坏。
希望以这一令人惊讶的发现为基础,芝加哥大学的一个团队最近在Cell Reports杂志上发表了一篇新论文。该研究概述了该谜题的第二部分,进一步解释了大象如何能够预防癌症的发展。
它的作者描述了一种从死者身上回来的抗癌基因。正如资深研究作者,人类遗传学助理教授文森特林奇博士所解释的那样,“基因一直在重复。有时他们会犯错误,产生非功能性的假基因。我们经常将这些称为死基因。 “
僵尸基因的兴起
当研究大象中的p53时,他们发现称为白血病抑制因子6(LIF6)的假基因不再是假基因并且“恢复了生命”; 它“已经发展了一个新的开关。”
LIF6的复兴功能提供了另一个难题; 一旦被p53激活,LIF6就可以通过攻击和杀死细胞来对受损的DNA做出反应。它通过产生刺穿线粒体膜的蛋白质来实现这一点,从而破坏细胞的电源并迅速杀死它。
“这个死亡基因恢复了生机。[...]这是有益的,因为它可以应对遗传错误,修复DNA时所犯的错误。摆脱细胞可以预防随后的癌症。”
Vincent Lynch,博士
这个僵尸基因似乎一直在帮助大象长期躲避癌症:从25-30万年前。“我们可以利用进化技巧来试图弄清楚这种已经失效的基因何时再次发挥作用,”林奇解释说。
他们猜测LIF6基因在与大象的土拨鼠大小的远亲开始成长的大致相同的时间里重新开启。像这样的基因突变可能有助于大象进化成今天的庞然大物。
研究报告的共同作者Juan Manuel Vazquez解释说:“大型,长寿的动物必须进化出强大的机制,以抑制或消除癌细胞,以便它们能够存活并达到成年体型。”
调查结果很有趣; 他们不仅提供了对癌症的新见解,还让我们一瞥大象的进化。接下来,该团队计划调查LIF6,重点关注它是如何引发细胞凋亡的。
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