Kreftforskning: Zombie-gener og elefanter
Et spennende dypdykk i elefantgenetikk hjelper til med å forklare hvorfor de er mindre utsatt for kreft enn mennesker. Svaret kommer i form av et gjenopplivet “zombiegen”.
Rundt 17 prosent av menneskene dør av kreft, men sykdommen er ikke et problem begrenset til mennesker; det påvirker et bredt spekter av arter.
Fra katter og hunder til fisk og tasmanske djevler - til og med andedyr-dinosaurier ser ut til å ha blitt rammet.
Interessant nok dør under 5 prosent av elefantene i fangenskap av kreft. Dette er overraskende fordi de lever i gjennomsnitt i 70 år og har omtrent 100 ganger så mange celler.
Å leve et langt liv og ha flere celler kan gjøre kreft mer sannsynlig. Dette skyldes det faktum at hver gang en celle deler seg, blir dens DNA kopiert, noe som øker muligheten for feil. Ettersom disse feilene vokser opp over en lang levetid, er det mer sannsynlig at kreft utvikler seg.
Jo flere celler du har, jo flere muligheter har kreft. For eksempel har høyere mennesker en litt høyere kreftrisiko enn kortere mennesker, og det totale antallet celler i kroppen kan være en del av årsaken.
Så, innenfor en art, korrelerer antall celler med en større kreftrisiko, men mellom arter, vises ikke denne sammenhengen. Dette blir referert til som Petos paradoks, oppkalt etter kreftepidemiologen Richard Peto som først beskrev denne forvirringen på 1970-tallet.
Å forstå hva som gjør større arter mer motstandsdyktige mot kreft, er både interessant og viktig; hvis vi kan forstå hvordan elefantceller fremkaller svulster, kan vi kanskje bruke den kunnskapen til å redusere menneskehetens sjanser for kreft.
Elefant-DNA-skadekontroll
I 2015 gjorde forskere som jobbet uavhengig ved University of Chicago i Illinois og University of Utah i Salt Lake City et gjennombrudd for å forstå elefantenes motstandskraft mot kreft.
Hos mennesker og mange andre dyr fungerer et gen kalt p53 som en tumorundertrykker; den identifiserer DNA-skader som ikke er reparert og utløser celledød. På denne måten blir celler som har potensial til å bli useriøse nippet i knoppen.
Da forskere så på elefantgenomer, fant de ut at de hadde minst 20 eksemplarer av p53. Til sammenligning har de fleste dyr, inkludert oss, bare ett eksemplar. Elefantens ekstra kopier betyr at celler med skadet DNA blir identifisert og ødelagt raskere og mer effektivt.
Et team fra University of Chicago ønsket å bygge videre på dette overraskende funnet, og publiserte nylig et nytt papir i tidsskriftet Cellerapporter. Studien skisserer en annen del av puslespillet, og forklarer nærmere hvordan elefanter ser ut til å være i stand til å forhindre utvikling av kreft.
Forfatterne beskriver et kreftgen som har kommet tilbake fra de døde. Som seniorstudieforfatter Vincent Lynch, Ph.D., en assisterende professor i human genetikk, forklarer: “Gener dupliserer hele tiden. Noen ganger gjør de feil og produserer ikke-funksjonelle versjoner kjent som pseudogener. Vi refererer ofte til disse avvisende som døde gener. ”
Fremveksten av zombienet
Da de undersøkte p53 hos elefanter, fant de ut at et pseudogen kjent som leukemihemmende faktor 6 (LIF6) ikke lenger var et pseudogen og hadde "kommet tilbake til livet;" det hadde "utviklet en ny på-bryter."
Den gjenopplivede funksjonen til LIF6 ga et annet stykke puslespillet; en gang aktivert av p53, kan LIF6 svare på skadet DNA ved å angripe og drepe cellen. Den gjør dette ved å produsere et protein som punkterer mitokondriale membraner, og derved ødelegger cellens strømforsyning og raskt dreper den.
“Dette døde genet ble levende igjen. [...] Dette er gunstig fordi det virker som svar på genetiske feil, feil som ble gjort når DNA repareres. Å kvitte seg med den cellen kan forhindre påfølgende kreft. ”
Vincent Lynch, Ph.D.
Dette zombiegenet ser ut til å ha hjulpet elefanter med å unngå kreft i lang tid: fra 25–30 millioner år siden. "Vi kan bruke evolusjonens triks for å prøve å finne ut når dette nedlagte genet ble funksjonelt igjen," forklarer Lynch.
De antok at LIF6-genet ble slått på omtrent samtidig som elefantens fjerntliggende slektninger begynte å vokse i vekst. Genetiske mutasjoner som dette kan ha hjulpet elefantene til å utvikle seg til de områdene de er i dag.
"Store, langlivede dyr må ha utviklet robuste mekanismer for å undertrykke eller eliminere kreftceller for å leve så lenge de gjør og nå sine voksne størrelser," forklarer studieforfatter Juan Manuel Vazquez.
Resultatene er spennende; ikke bare gir de nytt innblikk i kreft, de gir oss også et innblikk i elefantens utvikling. Deretter planlegger teamet å undersøke LIF6, med fokus på nøyaktig hvordan det utløser apoptose.
