Портал создан при поддержке Федерального агентства по печати и массовым коммуникациям.

Почему слоны не болеют раком

Несколько десятков антиопухолевых генов защищают слонов от онкологических заболеваний.

Онкологическими болезнями болеют не только люди, но и животные. Но все по-разному – кто-то чаще, кто-то реже. Есть виды, особенно устойчивые к раку, и к таким, как ни странно, относятся крупнейшие млекопитающие: слоны и киты. Почему «как ни странно»? Мы знаем, что рак начинается с клеток, в которых испортился механизм контроля деления. Очевидно, чем больше клеток в теле, тем больше шансов, что в какой-нибудь из них что-нибудь пойдёт не так – при делении, например, в синтезирующуюся цепь ДНК может вкрасться ошибка. Однако слоны, несмотря на свои размеры и долгий срок жизни, заболевают раком даже реже, чем более мелкие виды. Этот парадокс был назван парадоксом Пето – по имени Ричарда Пето, британского эпидемиолога из Оксфорда, который заметил его ещё в 1970-е годы.

Благодаря множеству копий гена р53, африканские слоны могут не бояться рака. (Фото DLILLC / Corbis.)
Благодаря множеству копий гена р53, африканские слоны могут не бояться рака. (Фото DLILLC / Corbis.)
Голый землекоп – ещё один счастливчик, кому не страшен рак. (Фото Pierson Hill / Flickr.com.)
Голый землекоп – ещё один счастливчик, кому не страшен рак. (Фото Pierson Hill / Flickr.com.)

Очевидно, у долгоживущих крупных животных есть какие-то дополнительные механизмы, подавляющие возникновение злокачественных опухолей. Среди генов, от которых зависит развитие рака, есть протоонкогены и антионкогены. Если первые начинают работать не так, как надо, клетки «сходят с ума» и перерождаются в раковые; соответственно, то же самое будет, если сломаются антионкогены, которые следят за тем, правильно ли клетки себя ведут.

Два года назад исследователи из Института развития в Монпелье предложили модель, которая учитывала поведение протоонкогенов и антионкогенов в зависимости от размера животного. Модель имитировала разные распределения мутаций на протяжении нескольких тысяч поколений. Вывод оказался такой: протоонкогены и антионкогены по-разному реагируют в эволюции на увеличение массы тела. Чем больше масса тела, тем труднее активировать гены, способные спровоцировать опухоль.

Обеспечим библиотеки России научными изданиями!

Одна из мутаций, благодаря которой становится труднее активировать протоонкогены, может быть связана с тем, что в геноме просто увеличивается число опухолевых супрессоров. Об этом в своей статье в Journal of the American Medical Association пишут Джошуа Шиффман (Joshua D. Schiffman) из Университета Юты вместе с коллегами из Университета штата Аризона и Пенсильванского университета. Сначала авторы работы проанализировали статистику смертности слонов, и опять же лишний раз убедились, что они действительно устойчивы к раку более многих других видов: всего лишь 5% толстокожих умирают от опухолей, тогда как, к примеру, у гиеновидных собак рак губит 8%, не говоря уже о 25% людей.

Анализ генома показал, что у африканских слонов есть целых 40 копий гена p53, у азиатских – от 30 до 40. Этот ген – один из самых известных антионкогенов. Белок р53 распознаёт повреждения в ДНК, и, если их становится достаточно много, он включает гены, отвечающие за апоптоз – запрограммированное клеточное самоубийство. Большое количество генетических повреждений делает клетку опасной для всего организма, поэтому проще всего от неё вообще избавиться. Очевидно, именно огромное число копий p53, которые возникли в их геноме миллионы лет назад, помогает слонам избегать рака (у человека, к слову, всего две копии p53).

Можно, конечно, поступать иначе – стараться отремонтировать испорченную ДНК, однако, когда клетки слонов облучали ионизирующим излучением, то никакой активизации ДНК-ремонтных генов и белков не наблюдалось, но зато клетки начинали активно умирать. То есть слоновий способ избежать злокачественной опухоли – просто вовремя убить испортившуюся клетку. Можно только пожалеть о том, что эволюция не смогла снабдить и наш геном лишним десятком копий p53; возможно, в будущем биотехнология позволит провернуть такую операцию, и на свет появятся новые люди с повышенной защитой от рака.

Здесь нельзя не вспомнить про другого зверя, чья устойчивость к онкологическим болезням давно интригует биологов. Речь идёт о голом землекопе – этот малоприятный на вид африканский грызун живёт необычайно долго, до 28–31 года, что в 10 раз дольше обычных лабораторных крыс, и никаких злокачественных опухолей у него при том не появляется. Два года назад группа из Рочестерского университета под руководством Андрея Селуанова и Веры Горбуновой опубликовала в Nature статью, в которой говорилось, что устойчивостью к раку землекопы обязаны большому количеству гиалуроновой кислоты, заполняющей межклеточный матрикс ¬– она мешает клеткам слипаться и превращаться в опухоль. А вот слепыши, эволюционные кузены землекопов, тоже известные устойчивостью к онкологическим болезням, пошли по «слоновьему» пути: клетки их тела подчинены исключительно жёсткой программе апоптоза, которая заставляет их умирать, если клеток становится слишком много.

Автор: Кирилл Стасевич

Источник: nkj.ru

Статьи по теме