Zombie基因可以预防大象的癌症

2020-06-05 107基因相关

据估计,全世界有17%的人类死于癌症,但只有不到5%的圈养大象死于癌症,这些大象也活了大约70年,其潜在的癌细胞数量是人类的100倍。

弄清原因

三年前,来自芝加哥大学和犹他大学的研究小组分别进行了研究,开始弄清原因。他们知道人类和所有其他动物一样,有一个主抑癌基因p53的拷贝。这种基因使人类和大象能够识别未修复的DNA损伤,这是癌症的前兆。然后导致那些受损的细胞死亡。

然而,出乎意料的是,研究人员发现大象体内有20个p53基因拷贝。这使得他们的细胞对受损的DNA更加敏感,并且更快地参与细胞自杀。

在2018年8月14日的《细胞报告》杂志上,芝加哥大学的研究小组描述了这一过程的第二个要素:从死者身上返回的抗癌基因,Zombie基因可以预防大象的癌症。

芝加哥大学人类遗传学助理教授、该研究的资深作者文森特·林奇博士说:“基因一直在复制。”有时他们会犯错误,产生被称为假基因的非功能性版本。我们常常轻蔑地把这些称为死亡基因。”

Zombie基因可以预防大象的癌症

然而,在研究大象体内的p53基因时,林奇和他的同事们发现了一个以前被称为白血病抑制因子6(LIF6)的假基因,它以某种方式进化出了一种新的on开关。从死里复活的LIF6,已经成为一种有价值的工作基因。当p53激活时,它的功能是通过杀死细胞来对受损的DNA做出反应。LIF6基因产生一种蛋白质,这种蛋白质很快就会到达线粒体,线粒体是细胞的主要能量来源。这种蛋白质在线粒体上戳出洞,导致细胞死亡。

“所以,Zombie,Zombie基因可以预防大象的癌症,”林奇说这个死去的基因复活了。当它被损坏的DNA激活时,它会很快杀死那个细胞。这是有益的,因为它是对基因错误的反应,当DNA被修复时产生的错误。去除这种细胞可以预防随后的癌症。”

研究结果及进一步研究

大象有八个LIF基因,但已知只有LIF6具有功能。虽然这只是最近才被描述出来的,但它似乎帮助大象及其亲属已经有很长一段时间了。

林奇说:“我们可以利用进化的诀窍,试图找出这个已经失效的基因何时再次发挥功能。”。这似乎是在化石记录显示,今天大象的小土拨鼠大小的前身开始变大的时候出现的。这始于2500万到3000万年前。这种抑制癌症的辅助方法可能是促成巨大生长的关键因素,最终导致了现代大象的出现。

成为巨无霸有着重大而持久的好处。小动物,例如老鼠、松鼠、土拨鼠,总是被吃掉,大多数是大动物。但是林奇说:“如果你是个大块头,比如大象或鲸鱼,什么都不会把你搞得一团糟。”。

不过,也有折衷办法。更大的动物有更多的细胞,他们往往活得更长,这意味着更多的时间和机会积累致癌突变。当这些细胞分裂时,它们的DNA会自我复制。但那些副本和原件不符。出现错误,修复过程赶不上。

研究合著者、林奇实验室的博士研究生胡安·曼努埃尔·瓦茨奎兹说:“大而长寿的动物必须进化出强大的机制来抑制或消除癌细胞,才能活得和成年动物一样长,达到它们的体型。”。

因此,这些巨大的动物有更高的几率发展成癌细胞。这也可以在较小的范围内发生。例如,高个子的人比一般身材的人患几种癌症的几率略高,矮个子的人患这些癌症的风险也会降低。

研究作者认为,LIF6“在维持更大身体的需求存在之前的某个时候就被复活了”,它有助于使10磅重的土拨鼠大小的动物成长为重量超过15000磅的雄伟生物。作者指出,这是“对大天体起源的允许”,但还不够

然而,LIF6究竟是如何诱导细胞凋亡的,目前尚不清楚。作者写道,这将是“继续研究的重点”。

引用

University of Chicago Medical Center. "Zombie gene protects against cancer -- in elephants: Dead gene reborn helps destroy cells with damaged DNA." ScienceDaily. ScienceDaily, 14 August 2018. www.sciencedaily.com/releases/2018/08/180814173643.htm.

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