Krebsforschung: Zombie-Gene und Elefanten
Ein faszinierender tiefer Einblick in die Elefantengenetik erklärt, warum sie weniger anfällig für Krebs sind als Menschen. Die Antwort kommt in Form eines wiederbelebten „Zombie-Gens“.
Rund 17 Prozent der Menschen sterben an Krebs, aber die Krankheit ist kein Problem, das auf den Menschen beschränkt ist. es betrifft eine Vielzahl von Arten.
Von Katzen und Hunden über Fische bis hin zu tasmanischen Teufeln - sogar Dinosaurier mit Entenschnabel scheinen betroffen zu sein.
Interessanterweise sterben weniger als 5 Prozent der in Gefangenschaft lebenden Elefanten an Krebs. Dies ist überraschend, da sie durchschnittlich 70 Jahre leben und ungefähr 100-mal so viele Zellen haben.
Ein langes Leben zu führen und mehr Zellen zu haben, kann die Wahrscheinlichkeit erhöhen, dass Krebs auftritt. Dies liegt an der Tatsache, dass jedes Mal, wenn sich eine Zelle teilt, ihre DNA kopiert wird, was die Möglichkeit von Fehlern erhöht. Da diese Fehler über ein langes Leben auftreten, ist es wahrscheinlicher, dass sich Krebs entwickelt.
Je mehr Zellen Sie haben, desto mehr Möglichkeiten hat Krebs. Zum Beispiel haben größere Menschen ein etwas höheres Krebsrisiko als kleinere Menschen, und die Gesamtzahl der Zellen in ihrem Körper kann ein Teil des Grundes dafür sein.
So, innerhalb Bei einer Art korreliert die Anzahl der Zellen mit einem höheren Krebsrisiko, aber zwischen Spezies erscheint diese Korrelation nicht. Dies wird als Petos Paradox bezeichnet, benannt nach dem Krebsepidemiologen Richard Peto, der dieses Rätsel erstmals in den 1970er Jahren beschrieb.
Es ist sowohl interessant als auch wichtig zu verstehen, was größere Arten widerstandsfähiger gegen Krebs macht. Wenn wir verstehen können, wie Elefantenzellen Tumore überlisten, können wir dieses Wissen vielleicht nutzen, um die Krebswahrscheinlichkeit der Menschheit zu verringern.
Kontrolle der DNA-Schäden von Elefanten
Im Jahr 2015 gelang es Wissenschaftlern, die unabhängig an der Universität von Chicago in Illinois und der Universität von Utah in Salt Lake City arbeiteten, einen Durchbruch beim Verständnis der Widerstandsfähigkeit von Elefanten gegen Krebs zu erzielen.
Beim Menschen und vielen anderen Tieren wirkt ein Gen namens p53 als Tumorsuppressor. Es identifiziert DNA-Schäden, die nicht repariert wurden, und löst den Zelltod aus. Auf diese Weise werden Zellen, die das Potenzial haben, Schurken zu werden, im Keim erstickt.
Als Wissenschaftler Elefantengenome untersuchten, stellten sie fest, dass sie mindestens 20 Kopien von p53 tragen. Im Vergleich dazu tragen die meisten Tiere, einschließlich uns, nur eine Kopie. Durch die zusätzlichen Kopien des Elefanten werden Zellen mit beschädigter DNA schneller und effizienter identifiziert und zerstört.
Um auf dieser überraschenden Erkenntnis aufzubauen, hat ein Team der University of Chicago kürzlich einen neuen Artikel in der Zeitschrift veröffentlicht Zellenberichte. Die Studie skizziert einen zweiten Teil des Puzzles und erklärt weiter, wie Elefanten in der Lage zu sein scheinen, die Entwicklung von Krebs zu verhindern.
Die Autoren beschreiben ein Antikrebsgen, das von den Toten zurückgekehrt ist. Der leitende Studienautor Vincent Lynch, Ph.D., ein Assistenzprofessor für Humangenetik, erklärt: „Gene duplizieren sich ständig. Manchmal machen sie Fehler und produzieren nicht funktionierende Versionen, die als Pseudogene bekannt sind. Wir bezeichnen diese oft abweisend als tote Gene. “
Der Aufstieg des Zombie-Gens
Bei der Untersuchung von p53 bei Elefanten stellten sie fest, dass ein Pseudogen, das als Leukämie-Hemmfaktor 6 (LIF6) bekannt ist, kein Pseudogen mehr ist und „wieder zum Leben erweckt“ wurde. es hatte "einen neuen Einschalter entwickelt".
Die wiederbelebte Funktion von LIF6 lieferte einen weiteren Teil des Puzzles. Sobald LIF6 durch p53 aktiviert wurde, kann es auf beschädigte DNA reagieren, indem es die Zelle angreift und abtötet. Dazu wird ein Protein produziert, das die Mitochondrienmembranen durchstößt, wodurch die Stromversorgung der Zelle zerstört und schnell abgetötet wird.
„Dieses tote Gen wurde wieder lebendig. […] Dies ist vorteilhaft, da es auf genetische Fehler reagiert, Fehler, die bei der Reparatur der DNA gemacht werden. Die Beseitigung dieser Zelle kann einen nachfolgenden Krebs verhindern. “
Vincent Lynch, Ph.D.
Dieses Zombie-Gen scheint Elefanten schon lange dabei geholfen zu haben, Krebs auszuweichen: vor 25 bis 30 Millionen Jahren. „Mit den Tricks der Evolution können wir herausfinden, wann dieses nicht mehr existierende Gen wieder funktionsfähig ist“, erklärt Lynch.
Sie vermuteten, dass das LIF6-Gen ungefähr zur gleichen Zeit wieder eingeschaltet wurde, als die entfernten Verwandten des Elefanten in der Größe eines Murmeltiers an Statur zunahmen. Genetische Mutationen wie diese haben möglicherweise dazu beigetragen, dass sich Elefanten zu den Giganten entwickelt haben, die sie heute sind.
„Große, langlebige Tiere müssen robuste Mechanismen entwickelt haben, um Krebszellen entweder zu unterdrücken oder zu eliminieren, damit sie so lange leben und ihre Erwachsenengröße erreichen können“, erklärt Juan Manuel Vazquez, Co-Autor der Studie.
Die Ergebnisse sind faszinierend; Sie bieten nicht nur neue Einblicke in Krebs, sondern geben uns auch einen Einblick in die Entwicklung des Elefanten. Als nächstes plant das Team, LIF6 zu untersuchen und sich genau darauf zu konzentrieren, wie es Apoptose auslöst.
