Výzkum rakoviny: Geny zombie a sloni
Zajímavý hluboký ponor do genetiky slonů pomáhá vysvětlit, proč jsou méně náchylní k rakovině než lidé. Odpověď přichází v podobě reanimovaného „genu zombie“.
Asi 17 procent lidí umírá na rakovinu, ale toto onemocnění není problémem omezeným na člověka; ovlivňuje širokou škálu druhů.
Od koček a psů po ryby a tasmánské ďábly - zdá se, že byli postiženi i dinosaury účtované kachnami.
Je zajímavé, že méně než 5 procent slonů v zajetí zemře na rakovinu. To je překvapivé, protože žijí v průměru 70 let a mají zhruba stokrát více buněk.
Dlouhý život a více buněk může zvýšit pravděpodobnost výskytu rakoviny. To je způsobeno skutečností, že pokaždé, když se buňka rozdělí, její DNA se zkopíruje, což zvyšuje možnost chyb. Jak se tyto chyby zvyšují po dlouhou dobu života, je pravděpodobnější, že se rakovina vyvine.
Čím více buněk máte, tím více příležitostí má rakovina. Například vyšší lidé mají o něco vyšší riziko rakoviny než nižší lidé a celkový počet buněk v jejich těle může být jedním z důvodů.
Tak, v rámci druh, počet buněk koreluje s vyšším rizikem rakoviny, ale mezi tento vztah se neobjevuje. Toto se označuje jako Petův paradox, pojmenovaný po epidemiologovi rakoviny Richardovi Petovi, který tento hlavolam poprvé popsal v 70. letech.
Pochopení toho, co dělá větší druhy odolnějšími vůči rakovině, je zajímavé a důležité; pokud dokážeme pochopit, jak sloní buňky vyhubují nádory, můžeme tyto znalosti využít ke snížení pravděpodobnosti rakoviny u lidí.
Kontrola poškození sloní DNA
V roce 2015 vědci pracující samostatně na University of Chicago v Illinois a University of Utah v Salt Lake City udělali průlom v porozumění odolnosti slonů vůči rakovině.
U lidí a mnoha dalších zvířat funguje gen zvaný p53 jako tumor supresor; identifikuje poškození DNA, které nebylo opraveno, a spouští buněčnou smrt. Tímto způsobem jsou buňky, které mají potenciál stát se nepoctivými, utlačeny v zárodku.
Když se vědci podívali na genomy slonů, zjistili, že nesou alespoň 20 kopií p53. Pro srovnání, většina zvířat, včetně nás, nese pouze jednu kopii. Sloní extra kopie znamenají, že buňky s poškozenou DNA jsou identifikovány a ničeny rychleji a efektivněji.
Tým z Chicagské univerzity, který chtěl navázat na toto překvapivé zjištění, nedávno publikoval v časopise nový příspěvek Zprávy buněk. Studie nastiňuje druhou část skládačky a dále vysvětluje, jak se zdá, že sloni mohou zabránit rozvoji rakoviny.
Jeho autoři popisují protinádorový gen, který se vrátil z mrtvých. Jak vysvětluje hlavní autor studie Vincent Lynch, Ph.D., odborný asistent lidské genetiky, „geny se neustále duplikují. Někdy dělají chyby a vytvářejí nefunkční verze známé jako pseudogeny. Často o nich odmítavě mluvíme jako o mrtvých genech. “
Vzestup genu zombie
Při zkoumání p53 u slonů zjistili, že pseudogen známý jako leukemický inhibiční faktor 6 (LIF6) již není pseudogenem a „vrátil se zpět k životu“; „vyvinul nový vypínač“.
Oživená funkce LIF6 poskytla další kousek skládačky; jakmile je aktivován p53, může LIF6 reagovat na poškozenou DNA útokem a zabíjením buňky. Dělá to tak, že produkuje protein, který propíchne mitochondriální membrány, čímž zničí napájení buňky a rychle ji zabije.
"Tento mrtvý gen se vrátil k životu." […] To je výhodné, protože působí jako reakce na genetické chyby, chyby, ke kterým dochází při opravě DNA. Zbavení se této buňky může zabránit následné rakovině. “
Vincent Lynch, Ph.D.
Zdá se, že tento gen zombie pomáhá slonům vyhnout se rakovině po dlouhou dobu: před 25–30 miliony let. "Můžeme použít triky evoluce, abychom se pokusili zjistit, kdy se tento zaniklý gen stal opět funkčním," vysvětluje Lynch.
Domnívali se, že gen LIF6 se znovu zapnul zhruba ve stejnou dobu, kdy začali růst vzrůstu vzdálení příbuzní o velikosti slona. Genetické mutace, jako je tato, mohly pomoci slonům vyvinout se v monstra, kterými jsou dnes.
"U velkých zvířat s dlouhým životem se musely vyvinout silné mechanismy, které buď potlačují nebo vylučují rakovinné buňky, aby mohly žít tak dlouho, jak žijí, a dosáhnout své velikosti pro dospělé," vysvětluje spoluautor studie Juan Manuel Vazquez.
Zjištění jsou zajímavá; nejenže poskytují nový pohled na rakovinu, ale také nám umožňují nahlédnout do vývoje slona. Dále tým plánuje vyšetřit LIF6 se zaměřením na to, jak přesně spouští apoptózu.
