Az elefántok a természet egyik legnagyobb hibája - szó szerint. Kolosszális testük valamilyen módon képes elviselni az esélyt: Annak ellenére, hogy sejtjeik körülbelül százszorosán felülmúlják az embereket, az elefántrákos halálozás valamilyen módon csak a harmaduk a miénknek.
kapcsolodo tartalom
- Kell-e megosztani az emberi rákkezeléseket a tumoros teknősökkel?
- A kutyák szippantják a gyomorrákot az új japán kísérlet során
Ez a zavaró következetlenség évtizedek óta sújtja a tudósokat. Még nevének is van: Peto paradoxona, bólintás az epidemiológusnak, aki először észlelte a jelenséget az 1970-es években, embereket és egereket vizsgálva. Azonban a Cell Reports ma közzétett új kutatások azt mutatják, hogy a rák állhatatos megtartása érdekében az elefántoknak bosszantó trükköik vannak a csomagokon - egy molekuláris önpusztító gomb, amelyet a sír mögül reanimáltak.
Első pillantásra a többsejtű lenni elég nagy koncertnek tűnik. Ez lehetővé teszi egy erősebb, összetettebb organizmus létezését, amelyek fel tudnak lépni az élelmiszerláncban. De a mennyiség kétélű kard.
Képzeljen el egy pakli kartonot. Az ötvenkét szív, a pikk, a klub és a gyémánt tökéletesen egészséges sejtek, de a két vicc - ezek rákosak. A test felépítése olyan, mintha kártyákat szedne fel az elkerülhetetlenül rakott pakliból. Minél nagyobb a test, annál több kártyát kell húzni - és annál alacsonyabb az esélye, hogy biztonságban maradjon. Minden további kártya a korrupció újabb potenciális pontja.
Minden rákos szükséglet egy egysejtű - egy téves joker - a sejtek mutációjához és futtatásához, végül olyan telhetetlen sereget hozva létre, amely a test természetes erőforrásait tárolja és kiszorítja a létfontosságú szerveket.
A tudomány gyakran megerősítette ezt a zavaró mintát: Kutyák esetében a nagyobb méretű fajtáknál magasabb a daganatok száma, míg a felesleges kölykök megkímélik. Az emberekben egyszerűen néhány hüvelyk magasabb növeli a rák kockázatát.
A csecsemők, mint például az elefántok és a bálnák, gyakran fordítják orrát ezen a tendencián. Valahogy ezeknek a hatalmas fajoknak kevesebb joker van a fedélzeten - vagy valamilyen módon kidolgozták őket a végtermékből történő kiszűrésükhöz.
Peto paradoxonja évekig mérlegelte Vincent Lynch-t, a Chicagói Egyetem evolúciós biológiai professzorát. Tehát Lynch és kutatócsoportja 2015-ben izgatottan találta ki a rejtvény egy részét, amikor ők és mások beszámoltak arról, hogy az elefántok a TP53 nevű rák elleni gén extra példányait hordozzák.
A daganatos növekedés veszélyei ellen még a legforgalmasabb sejtek is folyamatosan szünetet tartanak, hogy ellenőrizzék a fejlődést. Ha egy sejt sérülést észlel vagy olyan hibát észlel, mint például a DNS-kód olyan sérülése, amely rákhoz vezethet, akkor gyorsan választania kell: A javítás rendben van? Ha igen, érdemes-e időt és energiát keresni? Időnként a válasz nem, és a sejt magát az önpusztító utat akadályozza meg. A rák előtelepítésének lényege a rügybe szorítása, még akkor is, ha ez azt jelenti, hogy búcsút kell mondani egy egyébként hasznos sejtnek.
A TP53 olyan fehérjét termel, amely a sejt szigorú iskolai jele, és szorgalmasan szünetelteti az összeszerelő vonalat rutin ellenőrzések és minőség-ellenőrzés elvégzéséhez. A TP53 figyelő szeme alatt a sejtek elvárják, hogy megmutassák munkájukat és kétszer ellenőrizzék a válaszokat. Ha a TP53 különösen súlyos hibát észlel, akkor a sejteknek parancsot kell adni arra, hogy öngyilkosságot kövessen el az apoptózisnak nevezett folyamatban. Noha szélsőséges, az ilyen áldozat érdemes lehet fizetni, hogy elkerülhető legyen a rákos klónok sora.
A TP53 valódi lovasságával - az egyes cellákban lévő 20 párral - az elefántok jól felszereltek a sejtek megfigyelésére. De a legfőbb küldöttségként a TP53 elsősorban a kaputelefon keresztül küszködik - és továbbra sem tisztázott, hogy pontosan miként hajtja végre felvonuló parancsát.
Juan Manuel Vazquez, a Lynch kutatócsoportjának végzős hallgatója azzal érvelt, hogy az iskolai végzettségű hadseregnek szennyeződésének elvégzéséhez pikkokra is szüksége lesz. Ezért úgy döntött, hogy takarmányoz az elefánt genomján más gének több példányával. Amikor Vazquez elefánt géneket rendelt az elvégzett párhuzamos számaik alapján, nem volt meglepő, hogy büszke TP53- at látott a lista tetején. Közvetlenül alatta azonban egy „leukémiát gátló faktor” vagy LIF elnevezésű gén volt.
Ilyen név mellett a gént ugyancsak „közzétehető eredménynek” lehetne nevezni. Lynch és Vazquez számára szinte túl jónak tűnt, hogy igaz legyen. És nagyon is lehetett volna; Vazqueznak még be kellett bizonyítania, hogy jelöltje génje ténylegesen meghaladta monikerét.
A bálnák egy másik példa Peto paradoxonjára: méretük ellenére titokzatosan rákmentesek. (Wikimedia Commons) Amikor a kutatók 53 különféle emlősfaj genomját kórozták, úgy találták, hogy ezen állatok többségének sejtjei, beleértve az embereket is, csak egy pár LIF gént tartalmaznak . De az elefántoknak, a szikla hyraxoknak és a lamantinoknak - amelyek szorosan rokonak - LIF és hét további 11 pár között volt LIF. Ezen állatok közös ősében valaki az eredeti gént hagyta a fénymásolón, és elmenekült. A LIF- másolatok többsége azonban csak részleges letapogatás volt, és az idő múlásával már nem működtek.
De ebben a nyugodt temetőben egy magányos zombi felkavarodott: A többivel ellentétben az egyik példány, a LIF6, csak az elefánt vonalon élesztette életét . Valahogy a LIF6 elefánt rejtett módon bekapcsolt egy kapcsolót, amely reagált a TP53-ra - véletlenszerű, valószínűtlen mutációval, amely a genetikai szemét működőképesgé alakította át. "Ez egyike a szinte hallgathatatlan dolgoknak" - mondja Vazquez.
Most, amikor a TP53 szigorúan felidézte, elindult a LIF6 . Minden alkalommal, amikor egy elefántsejt genetikai integritása sérül, a TP53 megfordítja a LIF6 kapcsolóját. A LIF6 ezután olyan fehérjét állít elő, amely lyukakat szúr a sejt mitokondriumaiban, vagy egy energikus erőműben. Ez a lépés, amely hatékonyan megbocsátotta a sejt motorját, pillanatnyi seppuku vált ki. És amikor a kutatók blokkolták a LIF6 expresszióját az elefánt sejtekben , kevésbé valószínű , hogy önpusztulnak a potenciálisan rákos DNS-károsodásokra reagálva, inkább a legtöbb más emlős keményebb sejtjeire hasonlítanak. Úgy tűnt, az elefántsejtek gyorsan feladják a szellemet - de amikor rákba került, ez álruhás álruhában volt.
Ez a rendszer, bár zavarba ejtő volt, úgy tűnt, hogy megóvja az elefánt testét. Nem az volt, hogy az elefántok kevesebb rákos viccelőt foglaltak el a fedélzeten; egyszerűen jobban tudták a jokerokat a selejtező halomba dobni, és újra rajzolni. Azáltal, hogy arra kényszerítette a sejteket, hogy meghaljanak, mielőtt rákossá válnának, a LIF6 megvédte őket a betegségtől.
Jessica Cunningham, a Moffitt Cancer Center rákbiológusa, aki nem volt kapcsolatban a tanulmánnyal, dicsérte a kutatás „kiváló minőségét”. "Mindegyik legjobb kísérletet elvégzik, amelyet megtehetsz ennek kutatására" - mondja.
Kívülről látszik, hogy az elefántok kitalálták. Miért nem követte el az összes életforma? Ahogy Lynch állítja: "Nincs olyan dolog, mint egy ingyenes ebéd."
Cunningham megerősíti ezt az elgondolást. "A többsejtű szervezetekben a rák elnyomásának költségeinek nagyon drágának kell lennie" - mondja. "Ha olcsó lenne, akkor mindig ezt tennénk."
Kiderült, hogy a celluláris kapszula jelentős hátrányokkal jár. A trigger-boldog sejtek túl gyorsak lehetnek az óvadékért. Minden megszakított cellát ki kell cserélni - és a semmiből történő újraindítás nehézkes folyamat.
Chi Van Dang, aki szintén megvizsgálja a Peto's Paradox molekuláris alapját, de nem vett részt ebben a kutatásban, rámutat arra, hogy más magyarázatok is lehetnek arra, hogy az elefántok miért nem kapnak rákot. Például a nagyobb fajok lassabb metabolizmusúak. Azoknak a sejteknek, amelyek időt vesznek igénybe a növekedéssel és az osztódással, több idejük lehet a genetikai hibák kezelésére.
"A korreláció [a daganatszuppresszorok másolataival és a csökkent rák kockázatával] egyértelmű, de nincs oka és következményeink" - magyarázza Dang, aki a Ludwig Rákkutató Intézet tudományos igazgatója és a The Wistar professzora Philadelphiai Intézet. Különösen igaz ez az eset, ha az élet fájára többet tekintünk: Az elefántok nem egyedül állítják be Peto paradoxonját. A TP53 és a LIF6 megkettőződése lehet a rák megkerülésének egyik módja, ám ezeket a genetikai rendellenességeket más rákrezisztens fajokban, például a bálnákban, még nem találták meg - ami azt jelenti, hogy valószínűleg még sok más típusú rákcsökkentés létezik.
Ezenkívül Cunningham szerint a rák elnyomása nem mindig jár együtt a nagy testtel. A pint méretű meztelen patkányok és denevérek szintén szokatlanul ellenállóak a rákkal szemben. Még más tényezők is szerepet játszhatnak - például egy hiperhatékony javítási rendszer, amely a DNS károsodását kijavíthatja, még mielőtt késő lenne.
A rák megelőzésének ezen különböző módjai természetesen nem zárják ki egymást. A tudósok hajlamosak egyetérteni abban, hogy egy út, függetlenül attól, hogy milyen hatalmas, valószínűleg nem magyarázza Peto összes paradoxonját, különösen a különféle fajok között, amelyek évezredek óta evolúciósan elkülönültek.
Végső kísérletükben Vazquez és kollégái LIF6- t adtak hozzá a rágcsálók sejtjeinek, amelyek általában csak egy pár LIF- gént hordoznak. Egy új, szkofantikus csarnokfigyelőkészlettel, amely figyelmeztette a TP53-at, a sérült rágcsálósejtek lelkesen jártak a deszkán. De a hatás szerény: Mivel a rágcsálósejtek sok más módon is különböznek az elefántsejtektől (ideértve a TP53 extra párok nyilvánvaló hiányát), a LIF6 egyszerű hozzáadása nem volt elegendő a teljesen rákálló hibridek létrehozásához. Mint ilyen, Lisa Abegglen, az Utah Egyetem Huntsman Rák Intézetének rákbiológusa szerint további vizsgálatokra van szükség annak megerősítéséhez, hogy a LIF6 manipulálása más emlősök, köztük az emberek sejtjeiben következményekkel jár.
Abegglen, aki a TP53 elefántok előfordulásáról szóló 2015-ös eredeti tanulmány egyikét vezetett be, de nem vett részt ebben a kutatásban, hangsúlyozza, hogy a fajok közötti különbségek nem érvénytelenítik az ilyen fontos eredményeket.
„Minden fajnak különféle védelem lesz” - mondja. „Minél jobban megértjük az alapvető biológiát, annál jobban tudjuk manipulálni az emberi sejteket, hogy ilyen állatok legyenek. A természetnek sok mindent meg kell tanítania, ha tudjuk, hova kell keresnünk. ”
