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大象为什么患癌率低?“僵尸基因”是关键

2018/08/19 来源:生物探索
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导读
大象与人类寿命相当,大约都为70年。一般来说,体积越大体内癌细胞数量越多。据估计,全世界死于癌症的人高达17%,而潜在癌细胞数量为人类100倍的大象死于癌症的概率却仅为5%!原因何在?近日,芝加哥大学团队发现,大象体内存在的一种“僵尸”基因是它们免于癌症的关键。

图片来源:Pixabay

人类和其他所有动物一样,有一个主抑癌基因P53。这种基因使人类和大象能够识别未修复的DNA损伤(这是癌症的前兆),然后清除这些受损细胞。

三年前,来自芝加哥大学的研究小组就开始对此进行研究,期间最让他们感到意外的发现是,相比大多动物体内只有一份P53拷贝来说,大象体内竟有20份P53的拷贝!这使得它们的细胞对受损的DNA更加敏感,可更加迅速地清理受损细胞。

在8月14日的《Cell Reports》杂志上,该团队又描述了大象在抵抗癌症过程中的第二个要素:他们发现了一种从死亡基因中恢复的抗癌基因LIF6。

芝加哥大学人类遗传学助理教授、该研究的资深作者Vincent Lynch博士说:“基因总是不断的自我复制,但有时会出现复制错误,产生无功能的伪基因。我们经常称这些为死基因(dead genes)。”

然而事实并非如此。在研究大象P53基因时,Lynch及其同事发现,这种叫白血病抑制因子6 ( LIF6 )的死基因,它不知何故进化出了一种新的开关。并且死里逃生的LIF6摇身一变成为一个有价值的工作基因!

当P53激活时, LIF6基因会产生一种蛋白质,后者迅速进入细胞的主要能量工厂——线粒体,并在线粒体上挖洞,继而杀死相应癌细胞。进一步研究发现,大象有八个LIF基因,但已知只有LIF 6具有功能,且似乎已经发挥功能很久了。

图片来源:Cell Reports

“这个死去的基因像僵尸一样又复活了。当被受损DNA重新激活时,它会迅速杀死对应癌细胞。Lynch说,“这是有益的,因为它对基因错误做出反应,能够预防相关的癌症。”

不仅如此,这种抑制癌症的辅助方法可能也是促成大象有如此巨大体格的关键因素。研究人员解释道,化石记录表明2500万到3000万年前,大象的前身还是小型土拨鼠大小,随着细胞越多,体格会逐渐变大,最终导致现代大象的出现。

然而,更大的动物有更多的细胞,它们往往活得更长,这也意味着积累致癌突变的几率更高。大型长寿动物必须进化出强大的机制来抑制或消除癌细胞,才能长寿,并达到成年人的体型。研究者认为,LIF6或许是维持大型动物体型与癌症平衡的重要原因

最后,关于LIF6到底如何诱导细胞凋亡的机制目前尚不清楚。作者指出,这将是未来研究的重点。

责编:浮苏

参考资料:

Zombie gene protects against cancer -- in elephants

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