Слонов от рака защищает ген-зомби

Слоны обладают уникальной защитой от рака, в том числе некогда "спящим" геном, который сегодня играет важную роль в уничтожении повреждённых клеток.
Фото Global Look Press.

Слоны достаточно редко болеют раком, и это удивительно, учитывая размер этих животных и продолжительность жизни (примерно 70 лет). Согласно некоторым данным, 17 процентов людей во всём мире умирают от рака, и только менее пяти процентов слонов, обитающих в неволе, страдают от него.

В 70-х года прошлого столетия подобное противоречие в области онкологии заметил британский эпидемиолог Ричард Пето, и впоследствии парадокс назвали его именем (Peto’s paradox). Казалось бы, что с увеличением числа клеток организма должна прямо пропорционально увеличиваться вероятность злокачественного перерождения этих клеток. Иными словами, у крупных млекопитающих рак должен возникать значительно чаще, чем у мелких млекопитающих. В реальности же так не происходит.

Возьмём, к примеру, человека и мышь: люди имеют в 1000 раз больше клеток и живут в 30 раз дольше, чем грызуны, поэтому человеческие клетки имеют больше шансов заполучить "ошибки" в ДНК и иные повреждения, которые могут со временем породить опухоль.

Между тем Пето определил, что люди и мыши имеют одинаковые шансы на развитие рака в течение всей жизни. Вероятно, более долгоживущие и крупные существа в ходе эволюции приобрели больше механизмов для уничтожения зарождающихся клеток опухоли.

Исследователи всего мира не первый год пытаются выяснить, какие же механизмы защищают от рака слонов (и не только). Так, три года назад исследователи из Чикагского университета и Университета Юты независимо друг от друга взялись за исследование этого вопроса.

К тому времени специалисты уже знали, что у людей, как и у всех животных, имеется одна копия гена-супрессора опухолей TP53. Ген белка p53 позволяет организму людей и слонов распознавать непарные повреждения ДНК, предшественники рака, а затем заставлять повреждённые клетки самоликвидироваться в ходе апоптоза (регулируемого процесса программируемой клеточной гибели).

На этот раз учёные обнаружили, что слоны обладают сразу 20 копиями гена TP53. То есть их клетки намного более чувствительны к повреждениям ДНК, они также начинают быстрее самоуничтожаться.

В своей последней работе, опубликованной в журнале Cell Reports, учёные Чикагского университета описывают второй элемент защитного механизма: антираковый ген-зомби.

Как объясняет старший автор исследования Винсент Линч (Vincent Lynch), гены всё время дублируются. "Иногда возникают ошибки и создаются нефункциональные версии, известные как псевдогены. Мы часто относимся к ним пренебрежительно, как к мёртвым генам", — добавляет он.

Изучая копии гена TP53 у слонов, Линч и его коллеги обнаружили бывший псевдоген под названием LIF6 (лейкоз-ингибирующий фактор 6).

Как сообщается в пресс-релизе исследования, "воскресший из мертвых" LIF6 в итоге стал ценным рабочим геном. Он активируется при помощи TP53, а сам LIF6 реагирует на повреждения ДНК и убивает клетку. (Ген LIF6 отвечает за создание белка, который достаточно быстро попадает в митохондрии, основные энергетические станции клеток, и проделывает отверстия в их мембранах. В конечном счёте клетка из-за этого умирает.)

Линч отмечает, что такие особенности и дали учёным право прозвать ген зомби. "Этот мёртвый ген вернулся к жизни. Когда он включается при повреждении ДНК, он быстро убивает эту клетку. Он приносит пользу, поскольку реагирует на генетические ошибки, сделанные во время ремонта ДНК. Избавление от такой клетки может предотвратить рак", — говорит учёный.

Отмечается, что слоны обладают сразу восемью генами LIF, но только LIF6, насколько известно учёным, функционален. Несмотря на то, что они описали его работу лишь недавно, ген, по всей видимости, помогал слонам и родственным видам в течение длительного времени.

Ген появился примерно в то же время, когда небольшие предшественники сегодняшних слонов размером с сурка начали расти. Произошло это примерно 25-30 миллионов лет назад.

Такой дополнительный способ подавления рака, вероятно, был ключевым элементом, способствующим огромному росту, который в конечном итоге привёл к размеру современных слонов.

Специалисты считают, что необходимо провести дополнительное исследование, чтобы выяснить, как именно изученные гены помогают слонам бороться с раком. На сегодняшний день специалисты не знают, как именно LIF6 вызывает апоптоз. Возможно, что изучение этого механизма поможет в разработке эффективных методов лечения рака у людей.

Добавим, что ранее биологи выявили причину устойчивости к раку голых землекопов.

Сегодня