某种基因的重新出现使大象变得罕见

芝加哥大学的进化生物学家 Vincent J. Lynch 发现 LIF6 的重新出现 基因 可能有 在大象身上增强了对癌症的抵抗力。

在细胞分裂过程中引起突变时会发生癌症。 大型多细胞生物中的细胞总是在分裂,因此有不断发展出癌细胞的机会。 从理论上讲,有机体越大,罹患癌症的机会就越高,因为更大数量的细胞将经历分裂。

但是大象似乎并非如此。 通常观察到,对于那些巨大的生物来说,癌症是非常罕见的。 对其背后的原因一直以来都引起了科学家的极大兴趣,因为对原因的基本理解可以帮助他们开发抗人类癌症的方法。

那些防御它们的生物有什么不同? 好吧,基本上,2015年的一项早期发现表明,其防御系统的增强可能是由于存在p53基因的额外拷贝。 现在,p53也存在于人类中,其基本功能是在分裂过程中检测受损的DNA并启动对它的反应。 但是,我们只得到了该基因的一个拷贝,就像在2015年发现的那样,大象实际上含有该基因的多个拷贝,因此对癌细胞的发育更有抵抗力!

p53的多余副本被认为是我们称为Peto’s Paradox的原因 由于该基因的基本功能是防止癌细胞的产生,因此大象中更多的基因导致优先杀死那些含有突变的细胞,而不是试图修复它们。 反过来,这降低了癌细胞的发展速度。

但是随着时间的流逝,科学家开始更多地关注大象的这一神秘方面。 2015年,芝加哥大学的进化生物学家Vincent J. Lynch和他的同事发现,庞大的p53保卫军的存在可能并不是在巨型物种中获得特殊优势的唯一原因。 他们进行的一项研究表明,p53的激活反过来又激活了另一种称为LIF6的防御基因,该基因仅在大象中才发现。

发现LIF6基因与p53相比具有真正不同的功能。 激活后,防御卫士进入被称为线粒体的细胞的能量工厂。 一旦存在,该基因就会在细胞器的双层壁上形成孔洞,从而使内部基质泄漏到周围环境中。 基质包含不同类型的水解酶,这些酶引起整个细胞的破坏并最终将其杀死。 听起来像是酶促的启示吗?

犹他大学亨斯曼癌症研究所的儿科肿瘤学家Joshua D. Schiffman博士说:“ 这增加了一个重要的谜题 。” 他说: “起初,我认为这太棒了。”

但是有趣的部分并不止于此。 发现新的引人入胜的基因后,进化论者提出了一些有关它的非常有趣的信息。 包括我们人类在内的几乎所有种类的哺乳动物中都曾经存在过类似的LIF基因拷贝。 该基因用于在细胞之间发送信号。 但是大象当时也是一个例外,巨大的生物包含该基因的10个副本,而不是大多数哺乳动物中的一个。 这些基因的更多可能是由于祖先发生某种突变。 多年以来,该基因以某种方式失去了其序列中的一部分DNA,其结果是该基因的开/关开关丢失,从而使该基因丧失了产生蛋白质的能力,并使其基本失去功能。

但是在接下来的几年中,该基因的一个复制品再次出现在大象身上。 进化基因必须已经添加了一个序列,该序列编码为LIF6基因的开关,并允许其被p53的活性激活。 复活的僵尸基因现在具有新功能,可以攻击线粒体并破坏突变的细胞。 Lynch博士推测,僵尸基因(LIF6)的到来同时是该物种的祖先进化出了额外的p53拷贝,作为发展更好的机制应对细胞损伤的一种方式。

这一发现是否对我们对人类癌症的研究有任何帮助? 它对我们有什么好处? 很好地理解大象如何在其细胞中抗击癌症可能有助于我们开发针对致命疾病的新药,并有可能在未来阻止人类抵抗这种疾病。 “ 这可能会告诉我们一些有关癌症发展过程的基本知识。 Lynch博士说:“ 如果幸运的话,它可能会告诉我们一些有关人类疾病的治疗方法 。”

参考文献

可能保护大象免于癌症的“僵尸基因”
问题如此庞大的身体,大象应该特别容易出现肿瘤。 但是他们的DNA中有一个古老的基因…… www.nytimes.com

https://www.sciencedaily.com/releases/2018/08/180814173643.htm

https://www.popsci.com/zombie-gene-elephants-cancer