Бывший «мертвый» ген защищает слонов от рака
Клетки с поврежденной ДНК у слонов гибнут еще до того, как успеют превратиться в злокачественные.
О том, что слоны болеют онкозаболеваниями реже, чем должны были бы, мы уже как-то писали. У этого парадокса есть даже название – парадокс Пето, по имени Ричарда Пето, британского эпидемиолога из Оксфорда, который заметил странность со слонами ещё в 1970-е годы.
Почему парадокс? Мы знаем, что рак начинается с клеток, в которых испортился механизм контроля деления. Очевидно, чем больше клеток в теле, тем больше шансов, что в какой-нибудь из них что-нибудь пойдёт не так – при делении, например, в синтезирующуюся цепь ДНК может вкрасться ошибка. А мутации часто приводят к раку. Поэтому, чем больше организм, тем больше у него шансов получить какую-нибудь онкологию. Эта закономерность наблюдается даже среди людей: у тех, кто повыше ростом, вероятность заболеть чем-нибудь злокачественным чуть-чуть выше, чем у тех, чей рост невелик. Слоны же намного, намного больше нас, и клеток у них намного, намного больше. Тем не менее, если у людей от различных онкозаболеваний умирают около 17% то среди слонов, содержащихся в неволе, всего около 5%, хотя слоны, как и люди, вполне могут прожить 70 лет.
Очевидно, у долгоживущих крупных животных есть какие-то дополнительные механизмы, подавляющие возникновение злокачественных опухолей. Действительно, три года назад в Journal of the American Medical Association выходила статья, в которой говорилось, что у африканских слонов есть целых 40 копий гена p53, у азиатских – от 30 до 40. Ген р53 – один из самых известных антионкогенов: закодированный в нем белок отслеживает повреждения в ДНК, и если их становится слишком много – то есть если у клетки появляется реальный шанс переродиться в злокачественную – то белок р53 запускает программу клеточного суицида. Если у гена р53 есть лишние копии, то и защита от геномных дефектов будет более чувствительной.
Но одним только р53 тут дело не обходится. В статье в Cell Reports исследователи из Чикагского университета пишут, что у слонов есть еще один противораковый ген – LIF6. Любопытно, что LIF6 – это бывший «мертвый» ген, или, как его называют авторы работы, ген-зомби. Известно, что гены часто удваиваются: у молекулярных машин, которые занимаются копированием ДНК, случаются погрешности в работе, и у того или иного отрезка ДНК появляются одна или несколько дополнительных копий. Такие лишние копии могут свободно накапливать мутации, и иногда они приобретают новые функции, а иногда вообще перестают работать – тогда копия гена превращается в псевдоген. LIF6 в прошлом был именно таким псевдогеном, но у предков слонов он внезапно ожил.
Вообще генов LIF у нынешних слонов есть целых восемь штук, но «проснулся» только один – LIF6. Он работает в паре с р53: когда р53 чувствует, что клетку пора убивать, он среди прочего активирует LIF6, и белок, который кодирует LIF6, делает дыры в митохондриях – клеточных органеллах, которые поставляют клетке энергию. Повреждения в митохондриях – это очень серьезно и опасно, и клетка с вышедшими из строя митохондриями быстро погибает. LIF6 устраняет клетки еще до того, как они стали раковыми; хотя подробности того, как он работает, предстоит еще выяснить.
«Проснувшийся» ген позволил слонам многократно вырасти (предки их были размером с сурка). Впрочем, возможно, что и лишние копии р53, и LIF6 – не единственное, что позволяет слонам не бояться рака; но, так или иначе, чем больше мы будем узнавать о том, как слоны защищаются от онкозаболеваний, тем больше вероятность, что какие-то из их молекулярно-клеточных уловок мы сможем применить и в нашей медицине.
