Слоны и прочие крупные животные крайне редко болеют онкологическими заболеваниями. Это натолкнуло учёных на мысль о том, что они обладают неким защитным механизмом, защищающим их от данного заболевания. Вот только что это за механизм, не было понятно до недавнего времени. Новое исследование впервые приоткрыло завесу тайны и позволило найти ответ на интересующий науку вопрос. Оказалось, что защищённость слонов от онкологических заболеваний кроется в их уникальном геноме.
Многоклеточные животные устроены так, что их клетки проходят через многочисленные циклы роста и деления. При каждом делении новая клетка получает весь геном оригинала, а в итоге туда начинают копироваться и различные «генетические ошибки» и мутации, что в итоге приводит к развитию рака. Раньше учёные предполагали, что тайна кроется именно в размерах млекопитающих: раз больше клеток, то и мутации в них начинают возникать заметно позднее, нежели у животных меньших размеров. Но на деле всё оказалось совсем не так. И риск возникновения онкологии едва ли связан с размерами.
На самом деле слоны и другие крупные млекопитающие развили в себе механизмы защиты от онкологических заболеваний. В 2015 году Джошуа Шиффман из Медицинского университета штата Юта и Карло Малей из Аризонского государственного университета возглавили исследование, которое должно ответить на этот важный вопрос. Оказалось, что в геноме слонов содержатся 20 дополнительных дубликатов гена-супрессора p53, подавляющего развитие опухолей. Но защитный механизм от этой смертельно опасной болезни не ограничивается исключительно дополнительными копиями генов.
Новое исследование под руководством генетика Винсента Линча из Чикагского университета дополнило открытие, сделанное два года назад. Оказалось, что геном слонов, а также некоторых других животных содержит также дубликаты LIF-гена, кодирующего фактор ингибирования лейкемии, а также участвующего в фертильности, размножении и стимулирующего рост эмбриональных клеток. Чтобы исключить взаимосвязь этих двух отклонений, учёный изучил клетки и пришёл к выводу, что LIF-гены обладают некоторыми нарушениями, не дающими им выполнять свои функции должным образом, зато они имеют нечто общее с генами p53.
Чтобы выяснить, для чего слонам нужны повреждённые гены, учёные подвергли ДНК клеток намеренным повреждениям. В результате клетки не стали уничтожать себя, как это обычно происходит в процессе апоптоза (запрограммированной гибели клеток). Таким образом выяснилось, что дубликаты LIF-генов представляют собой своего рода «псевдогены» — старые, мутировавшие и бесполезные копии генов, которые каким-то таинственным образом выжили в геноме. Учёные пришли к выводу, что современным слонам эти псевдогены достались от их исторических предков, в том числе от мамонтов, живших на Земле миллионы лет назад.
В современных же слонах древние псевдогены эволюционировали в жизнеспособные гены LIF6. А они, в свою очередь, попросту не накапливают в себе вредоносные мутации, приводящие в итоге к раку, попросту бракуя раковые клетки на ранних стадиях. Таким образом, LIF6 подавляет рак, а дополнительные копии этого гена убивают вредоносные клетки в том случае, если они вдруг активизируются. А ген p53 контролирует работу LIF, тем самым приводя всю защитную систему в баланс. Часть дубликатов этих генов отвечают за фертильность животных и их размножение, а оставшаяся часть в это же самое время борется с раковыми клетками. Подобное разделение функций учёных очень удивило.
Теперь учёные всерьёз задумались, что защищает от онкологии китов, ведь у тех нет дополнительных копий гена p53. Вполне вероятно, что их от заболевания защищает совершенно другой генетический механизм, но над решением этой загадки им ещё предстоит немало работать. Исследователи уверены в том, что решение подобных загадок природы откроет им дверь к тому, чтобы суметь победить онкологические заболевания в случае с людьми. Однако пока никто не берётся сказать – как именно и когда это произойдёт.