Kræftforskning: Zombie-gener og elefanter
Et spændende dybt dyk i elefantgenetik hjælper med at forklare, hvorfor de er mindre modtagelige for kræft end mennesker. Svaret kommer i form af et genanimeret "zombie-gen."
Omkring 17 procent af mennesker dør af kræft, men sygdommen er ikke et problem begrænset til mennesker; det påvirker en bred vifte af arter.
Fra katte og hunde til fisk og tasmanske djævle - selv dinosaurer med andebillede synes at være blevet ramt.
Interessant nok dør under 5 procent af elefanter i fangenskab af kræft. Dette er overraskende, fordi de lever i gennemsnit 70 år og har cirka 100 gange så mange celler.
At leve et langt liv og have flere celler kan gøre kræft mere tilbøjelig til at dukke op. Dette skyldes det faktum, at hver gang en celle deler sig, kopieres dens DNA, hvilket øger muligheden for fejl. Da disse fejl stiger over en lang levetid, er kræft mere sandsynligt at udvikle sig.
Jo flere celler du har, jo flere muligheder har kræft. For eksempel har højere mennesker en lidt højere kræftrisiko end kortere mennesker, og det samlede antal celler i deres krop kan være en del af grunden til det.
Så, inden for en art, korrelerer antallet af celler med en større kræftrisiko, men mellem arter vises denne sammenhæng ikke. Dette kaldes Petos paradoks, opkaldt efter kræftepidemiologen Richard Peto, der først beskrev denne råde i 1970'erne.
At forstå, hvad der gør større arter mere modstandsdygtige over for kræft, er både interessant og vigtigt; hvis vi kan forstå, hvordan elefantceller udvokser tumorer, kan vi måske bruge den viden til at reducere menneskehedens odds for kræft.
Elefant-DNA-skadekontrol
I 2015 gjorde forskere, der arbejdede uafhængigt ved University of Chicago i Illinois og University of Utah i Salt Lake City, et gennembrud i forståelsen af elefanters modstandsdygtighed over for kræft.
Hos mennesker og mange andre dyr fungerer et gen kaldet p53 som en tumorundertrykker; det identificerer DNA-skader, der ikke er blevet repareret og udløser celledød. På denne måde klemmes celler, der har potentiale til at blive slyngel, i knoppen.
Da forskere kiggede på elefantgenomer, fandt de ud af, at de havde mindst 20 kopier af p53. Til sammenligning har de fleste dyr, inklusive os, kun en kopi. Elefantens ekstra kopier betyder, at celler med beskadiget DNA identificeres og destrueres hurtigere og mere effektivt.
Ønsker at bygge videre på dette overraskende fund, offentliggjorde et team fra University of Chicago for nylig en ny artikel i tidsskriftet Cellerapporter. Undersøgelsen skitserer en anden del af puslespillet og forklarer yderligere, hvordan elefanter ser ud til at være i stand til at forhindre udvikling af kræft.
Dens forfattere beskriver et anticancer-gen, der er kommet tilbage fra de døde. Som seniorstudieforfatter Vincent Lynch, ph.d., en assisterende professor i human genetik, forklarer: ”Gener duplikeres hele tiden. Nogle gange laver de fejl og producerer ikke-funktionelle versioner kendt som pseudogener. Vi henviser ofte til disse afvisende som døde gener. ”
Stigningen af zombie-genet
Da de undersøgte p53 hos elefanter, fandt de, at et pseudogen kendt som leukæmihæmmende faktor 6 (LIF6) ikke længere var et pseudogen og var ”vendt tilbage til livet”. det havde "udviklet en ny on-switch."
Den genoplivede funktion af LIF6 gav endnu et stykke af puslespillet; når først aktiveret af p53, kan LIF6 reagere på beskadiget DNA ved at angribe og dræbe cellen. Det gør det ved at producere et protein, der punkterer mitokondriale membraner og derved ødelægger celleens strømforsyning og hurtigt dræber det.
”Dette døde gen kom tilbage til livet. [...] Dette er gavnligt, fordi det virker som reaktion på genetiske fejl, fejl, der foretages, når DNA'et repareres. At slippe af med den celle kan forhindre en efterfølgende kræft. ”
Vincent Lynch, Ph.D.
Dette zombie-gen ser ud til at have hjulpet elefanter med at undgå kræft i lang tid: fra 25-30 millioner år siden. "Vi kan bruge evolutionens tricks til at prøve at finde ud af, hvornår dette nedlagte gen blev funktionelt igen," forklarer Lynch.
De formodede, at LIF6-genet blev tændt igen på omtrent samme tid, som elefantens fjerntliggende slægtninge i jordhog størrelse begyndte at vokse i statur. Genetiske mutationer som denne kan have hjulpet elefanter med at udvikle sig til de behemoter, de er i dag.
”Store, langlivede dyr skal have udviklet robuste mekanismer til enten at undertrykke eller eliminere kræftceller for at leve, så længe de gør og nå deres voksne størrelser,” forklarer studieforfatter Juan Manuel Vazquez.
Resultaterne er spændende; ikke kun giver de ny indsigt i kræft, de giver os også et glimt af elefantens udvikling. Dernæst planlægger holdet at undersøge LIF6 med fokus på nøjagtigt, hvordan det udløser apoptose.
