Diana Robinson/Flickr
У слонов редко возникают опухоли, потому что в их геноме много копий гена, важного для предотвращения онкологических заболеваний, сообщается в исследовании, опубликованном в Journal of the American Medical Association.
Ученых давно интересовала причина низкой заболеваемости раком среди слонов. В теле слона огромное количество клеток, примерно в 100 раз больше, чем у человека. Для такого большого числа клеток вероятность, что в какой-то из них произойдут мутации, которые вызовут развитие опухоли, достаточно высока. К тому же слоны живут долго, более 60 лет, что вполне достаточной срок для появления в организме опухоли. Тем не менее, опухоли у слонов очень редки. Есть и другие крупные и долгоживущие животные с низкой распространенностью онкологических заболеваний – киты.
Неожиданно низкие показатели заболеваемости раком среди крупных животных обратили на себя внимание ученых еще в 1970-х годах и получили название парадокс Пето по имени английского медика Ричарда Пето. Еще одно животное, крайне редко болеющее раком, имеет небольшие размеры – это африканский грызун голый землекоп. Тайну голых землекопов, возможно, сумели открыть два года назад Вера Горбунова и Андрей Селуанов из Университета Рочестера в Нью-Йорке, которые показали, что в организме землекопов образование опухолей предотвращает гиалуроновая кислота.
Теперь исследователи взялись за слонов. Онколог Джошуа Шифман (Joshua Schiffman) из Университета Юты, специалист по эволюции рака Карло Марли (Carlo Maley) из Аризонского университета и их коллеги использовали данные из издания Elephant Encyclopedia, где указывается информация о всех рождениях и смертях слонов в неволе, а также данные о смерти животных более 30 видов в зоопарке города Сан-Диего. По подсчетам ученых, от онкологических заболеваний умирает всего 5 % слонов, что значительно меньше по сравнению с другими животными.
Авторы исследования указали и возможную причину редкого образования опухолей у слонов. Как оказалось, в геноме африканского слона содержится 40 копий гена, который кодирует белок р53, от которого зависит один из важнейших механизмов предупреждения рака. Если у клеток возникают повреждения ДНК, которые могут породить опухоли, белок р53 предотвращает их деление, пока в клетке не произойдет репарация ДНК или не сработает механизм клеточной смерти. У индийских слонов также много копий данного гена – от 30 до 40. Исследование согласуется с работой, опубликованной ранее на сервере препринтов bioRxiv, где также обнаруживалось 40 копий гена р53 в геноме слона.
У людей всего две копии этого гена, также как и ближайшего ныне живущего эволюционного родственника слонов – капского дамана (Procavia capensis). Дополнительные копии, вероятно, накопились миллионы лет назад, когда ген случайно дублироваться много раз в геноме кого-то из предков слонов.
Чтобы изучить, как белок р53 предотвращает опухоли, исследователи облучали культуры клеток африканского слона ионизирующим излучением, которое повреждает ДНК. Джошуа Шифман говорит, что они ожидали сверхбыстрого восстановления поломок в ДНК, но вместо этого обнаружили, что клетки слонов с поврежденной ДНК погибают значительно быстрее, чем клетки человека в аналогичной ситуации. Видимо, белок p53 заставляет поврежденные клетки погибнуть быстрее, чем они успеют дать начало опухоли. Теперь Джошуа Шифман и его коллеги намерены провести эксперименты с клетками человека, вставив в их геном дополнительные копии данного гена.
Вера Горбунова, комментируя эту работу, назвала ее результат интересным и предположила она, возможно, приведет к решению парадокса Пето для слонов. Однако биохимик Вадим Гладышев из Гарвардской медицинской школы обращает внимание на то, что авторы пока не продемонстрировали участие дополнительных копий гена в продуцировании белка p53.
источник
