Моллюски болеют заразной лейкемией
Даже двустворчатые моллюски страдают от онкологических заболеваний. Возможно, им приходится даже хуже, чем нам, ведь моллюски своими злокачественными болезнями заражаются друг от друга.
От онкозаболеваний страдают не только люди, но и животные. Самые известные из таких болезней – лицевая опухоль тасманийского дьявола и трансмиссивная венерическая саркома собаки. Другой, и гораздо менее известный пример – лейкемия, от которой страдают морские двустворчатые моллюски под названием Mya arenaria, или песчаная мия. Функцию крови у них выполняет гемолимфа, в которой плавают клетки-гемоциты. У больной мии гемоциты развиваются неправильно, предшественники их безудержно размножаются – так же, как и при обычных, человеческих лейкемиях – так что в конце концов кровь моллюсков становится молочно-белой, а сами они погибают через несколько месяцев или даже недель после начала болезни.
Одно время думали, что причиной рака в данном случае служит вирус, однако никакого вирусоподобного инфекционного агента так и не нашли. С другой стороны, стало известно, что в злокачественных клетках моллюсков высока активность фермента обратной транскриптазы, которая синтезирует ДНК на РНК-шаблоне. Это означало, что злокачественное превращение гемоцитов не обходится без ретротранспозонов – мобильных генетических элементов, которые способны встраивать свои копии в разные участки генома, что, в свою очередь, чревато онкогенными мутациями. На РНК-копии, считанной с ДНК ретротранспозона, создаются новые ДНК-«потомки», которые потомвставляются в хромосому. Удалось также обнаружить доселе неизвестную нуклеотидную последовательность Streamer, которая, по-видимому, и запускала болезнь: если у здоровых клеток было от 2 до 10 копий Streamer’а, то у раковых – от 150 до 300.
Сюрпризом для исследователей стало то, что лейкемический ретротранспозон тяготел к определённым участкам генома. Когда между собой сравнили раковые клетки, взятые от мий из разных популяций, то оказалось, что 7 из 12 участков (сайтов) встраивания копии Streamer в точности повторяются у разных моллюсков. То есть куда ретротранспозон скопировался у мии из прибрежных вод Канады, туда же он скопируется у мии из прибрежных вод США. (Правда, другие сайты встраивания были сравнительно специфичны, и по ним можно было отличить больных моллюсков из разных популяций.) Но обычно ретротранспозоны в своих прыжках с места на место не очень разборчивы. Это навело Стивена Гоффа (Stephen Goff) и его коллег из Колумбийского университета на мысль, что болезнь действительно может распространяться, подобно инфекции, но только инфекционным агентом тут служит сама злокачественная клетка.
Гипотеза получила подтверждение после анализа митохондриальной ДНК, точнее, после анализа микросателлитных участков в геноме митохондрий. Микросателлиты обладают высокой вариабельностью, и у разных особей их нуклеотидные последовательности могут заметно отличаться. У здоровых гемоцитов микросателлиты митохондриальной ДНК выглядели так же, как в других тканях моллюска. А вот у злокачественных клеток они выглядели так, будто пришли откуда-то со стороны. Более того, между собой вариабельные участки ДНК митохондрий больных клеток не отличались, как будто они все разбежались из какого-то одного организма.
В статье в Cell авторы делают вывод, что лейкемия распространяется среди Mya arenaria, подобно инфекции, от одной особи к другой. Правда, не совсем понятно, как это происходит. Всё говорит в пользу заразности моллюсковой лейкемии, однако до сих пор не было удовлетворительного эксперимента, в котором было бы непосредственно видно, как здоровый моллюск получает болезнь от больного. Но, повторим, косвенные доказательства убеждают нас в том, что всё так и есть. В дальнейшем исследователи хотят также проверить на заразность похожие заболевания у других двустворчатых моллюсков, устриц и мидий, а также узнать, как влияют на распространение рака факторы окружающей среды.
Упомянутые в самом начале лицевая опухоль тасманийского дьявола и трансмиссивная венерическая саркома собаки тоже могут переходить с особи на особь, но и собаки, и тасманийские дьяволы заражают друг друга при непосредственном контакте. Двустворчатые моллюски во взрослом состоянии ведут почти неподвижный образ жизни, так что у них заражение должно происходить через внешнюю среду. Интерес к «животным» злокачественным заболеваниям вполне понятен: сравнивая между собой разные виды рака, мы можем узнать, как эволюционировала болезнь, и обнаружить у неё какое-нибудь слабое место. Кстати говоря, хотя мы и считаем, что человеческие опухолевые заболевания не заразны, здесь, тем не менее, нужно делать важную оговорку: злокачественная опухоль вполне может превратить соседние здоровые клетки в больные с помощью распространяемых ею молекулярных инструкций, о чём мы писали в прошлом году. Иными словами, пусть от человека к человеку рак и не передаётся, но вот от больной ткани к здоровой – вполне может быть.
Подготовлено по материалам The Scientist.
