Слонови су једна од највећих природних немогућности - буквално. Њихова колосална тела некако успевају да супротставе изгледима: Упркос чињеници да њихове ћелије надмашују људе "за око 100", смртност од слонова рака је некако само трећина наше.
Сличан садржај
- Да ли треба да делимо лечење хуманог рака са туморским корњачама?
- Пси ће у новом јапанском суђењу ублажити рак желуца
Ова збуњујућа недоследност деценијама мучи научнике. Чак има и назив: Петов парадокс, климање епидемиологу који је први приметио тај феномен у 1970-има, проучавајући људе и мишеве. Али ново истраживање објављено данас у часопису Целл Репортс показује да су слонови, како би одржали рак на леђима, језивим триком на својим деблима - молекуларним дугметом за самоуништавање, оживљеним изван гроба.
На први поглед, бити вишећелијски изгледа као прилично сјајна свирка. Омогућује постојање јачих, сложенијих организама који могу да се пењу у ланцу хране. Али количина је мач са две оштрице.
Замислите шпил карата. Педесет и два срца, лопатице, палице и дијаманти су савршено здраве ћелије, али две шаљивџије - оне су рак. Изградити тијело је попут бирања карата једну по једну с те неизбјежно наслагане палубе. Што је тело веће, мора се извући више карата - и мањи су изгледи да останете сигурни. Свака додатна картица је још једна потенцијална тачка корупције.
Све потребе за раком су једна ћелија - један луђачки шаљивџија - да мутира и изводи амок, на крају стварајући незаситну војску која чува природне ресурсе тела и истискује виталне органе.
Наука је често потврдила овај узнемирујући образац: Када су у питању пси, гломазније расе имају већи број тумора, док су пуније штенце поштеђене. Код људи, једноставно што је неколико центиметара веће повећава ризик од рака.
Бехемоти попут слонова и китова, међутим, на овај тренд окрећу своје често велике носове. Некако ове гаргантујске врсте или имају мање шаљивџија у својој палуби - или су осмислиле неки начин да их истјерају из коначног производа.
Петоов парадокс годинама је тежило на уму Винцента Линцха, професора еволуционе биологије на Универзитету у Чикагу. Тако су Линцх и његова истраживачка група били одушевљени што су открили делић слагалице 2015. године, када су заједно са другима известили да слонови носе додатне копије гена за борбу против рака који се зове ТП53 .
Да би се заштитили од опасности раста тумора, чак и најпрометније ћелије непрестано паузирају да провере свој напредак. Ако ћелија осјети оштећење или уочи грешку, попут оштећења на њеном ДНК коду која може довести до рака, мора се брзо одлучити: Да ли је поправак у реду? Ако је тако, да ли вреди времена и енергије? Понекад је одговор не, а ћелија се катапултира на пут самоуништења. Спрјечавање рака значи његово пуштање у пупољку, чак и ако то значи збогом од иначе корисне ћелије.
ТП53 производи протеин који је сјетљива школска црта ћелије, марљиво заустављајући линију за обављање рутинских провера и контроле квалитета. Под будним оком ТП53-а, очекује се да ћелије покажу свој рад и још једном провере своје одговоре. Ако ТП53 прими посебно озбиљну грешку, ћелијама ће се наредити да изврше самоубиство у процесу званом апоптоза. Иако екстремна, таква жртва може бити драгоцена цена да се избегне ширење рода канцерозних клонова.
Са правом коњицом ТП53-а - 20 парова у свакој ћелији - слонови су добро опремљени за ћелијски надзор. Али као врхунски делегатор, ТП53 углавном вири преко интерфона - и остало је нејасно шта тачно врши наредбе за марширање и како.
Јуан Мануел Вазкуез, студент у Линцх-овој истраживачкој групи, тврдио је да ће школској војсци такође требати миниони у шпалири да би урадили свој прљави посао. Тако је одлучио хранити се преко генома слона другим генима са вишеструким копијама. Када је Вазкуез наредио слонове гене према броју дупликата које су одржали, није изненађен што је видио прудасти ТП53 на самом врху своје листе. Непосредно испод њега, међутим, налазио се ген назван „инхибитор леукемије“, или ЛИФ .
Уз такво име, ген се могао назвати и „објављивим резултатом.“ Линцху и Вазкуезу, чинило се да је готово превише добро да би било истинито. И то је врло могло бити; Вазкуез је још морао да докаже да је његов кандидатски ген заиста прошао до свог носиоца.
Китови су још један пример Петовог парадокса: Упркос својој величини, они мистериозно немају рак. (Викимедиа Цоммонс) Када су истраживачи прегледали геноме 53 различите врсте сисара, открили су да ћелије већине ових животиња, укључујући људе, носе само један пар ЛИФ гена . Али слонови, стенске хираксе и манате - који су уско повезани - имали су између седам и 11 додатних парова ЛИФ-а. У уобичајеном претку ових животиња, неко је оригинални ген оставио на копир апарату и склонио се. Међутим, већина дупликата ЛИФ-а била је само делимична анализа и временом су нестала.
Али, на овом мирном гробљу усамљен је зомби: За разлику од осталих, један примерак, ЛИФ6, оживео је само слонове линије. Некако, слон ЛИФ6 неочекивано је стекао прекидач који је учинио да реагује на ТП53 - случајну, невероватну мутацију која је генетске смеће претворила у изведиве машине. "То је једна од оних ствари која се готово не чује, " каже Вазкуез.
Сада, када је ТП53 строго позвао, ЛИФ6 је покренут. Сваки пут када би био угрожен генетски интегритет ћелије слона, ТП53 би укључио ЛИФ6-ов прекидач. ЛИФ6 би тада произвео протеин који би пробио рупе у митохондријама ћелије, или енергетском постројењу. Овај потез, који је ефективно дробио ћелијски мотор, покренуо је тренутну ћелијску сеппуку. А када су истраживачи блокирали експресију ЛИФ6 у слоновим ћелијама , постало је мање вероватно да ће се самоуништити као одговор на потенцијално канцерозно оштећење ДНК, уместо да личе на чвршће ћелије већине осталих сисара. Чинило се да су слонове ћелије брзо одустале од духа - али када је дошло до рака, то је био благослов у прерушењу.
Овај систем, иако је такав био, изгледа да штити тело слона. Није било то што су слонови имали мање ракавих шала у својим палубама; једноставно су били прикладнији да одбаце шаљиваче у гомилу одбацивања и поново привуку. Присиљавајући ћелије да умру прије него што могу постати карциноми, ЛИФ6 их је штитио од болести.
Јессица Цуннингхам, биологиња против рака у Моффитт Цанцер Центер-у која није била повезана са истраживањем, похвалила је „врхунски“ квалитет истраживања. "Они користе све најбоље експерименте које можете да урадите да бисте то истражили", каже она.
Извана, слонови изгледају као да су схватили. Зашто сви животни облици нису следили? Као што Линцх каже, „Не постоји бесплатан ручак.“
Цуннингхам потврђује ово схватање. „Цена сузбијања рака код вишећелијских организама мора бити веома скупа“, каже она. "Да је то јефтино, тада бисмо то стално радили."
Испада да ћелијска каприца има значајне недостатке. Станице задовољне окидачима могу бити пребрзе да би се могле одбити. Сваку побачену ћелију треба заменити - а почетак од почетка је гломазан процес.
Цхи Ван Данг, који такође проучава молекуларну основу Петовог Парадокса, али није учествовао у овом истраживању, истиче да могу постојати друга објашњења зашто слонови не добијају рак. На пример, веће врсте имају спорије метаболизме. Ћелије које узимају своје време са растом и дељењем могу имати више времена да се позабаве генетским грешкама.
"Повезаност (са дупликацијама супресорских тумора и смањеним ризиком од карцинома] је јасна, али ми немамо узрока и последице", објашњава Данг, научни директор Лудвиг института за истраживање рака и професор са Тхе Вистар Институт у Филаделфији. Случај за ово може бити посебно тачан ако се погледа више са стабла живота: слонови нису сами у томе да би се уверио у Пето-ов парадокс. Умножавање ТП53 и ЛИФ6 можда је један од начина заобилажења рака, али ове генетске аномалије нису пронађене у другим врстама отпорним на рак попут китова - што значи да вероватно постоји много више врста сузбијања рака.
Поред тога, према Цуннингхам-у, сузбијање рака не иде увек руку под руку са великим телом. Голи кртице и шишмиши величине пинта такође су необично отпорни на рак. И даље се могу играти други фактори - попут хипер ефикасног система поправка који може да поправи оштећење ДНК пре него што буде касно.
Наравно, ове различите методе спречавања рака се међусобно не искључују. Научници су склони да се један пут, без обзира колико моћан био, неће објаснити читавим Петовим парадоксом, посебно преко различитих врста које су еволуцијски раздвојене миленијима.
У једном од својих последњих експеримената, Вазкуез и његове колеге додали су ЛИФ6 ћелијама глодара, које обично носе само један пар ЛИФ гена. Са новим сетом сикофантичких двораца за посматрање ТП53, повређене ћелије глодара жељно су обишле даску. Али ефекат је био скроман: Пошто се ћелије глодара разликују од слонових ћелија на много других начина (укључујући видљив недостатак додатних парова ТП53 ), једноставно додавање ЛИФ6 није било довољно за генерисање тотално хибрида отпорних на рак. Као таква, Лиса Абегглен, биологиња против рака на Институту за Хунтсман Цанцер Университи са Универзитета у Утаху, каже да је потребно више студија како би се потврдило да је манипулација ЛИФ6 у ћелијама других сисара, укључујући људе, последица.
Међутим, Абегглен, који је водио једно од оригиналних истраживања о обиму ТП53 код слонова 2015. године, али није био укључен у ово истраживање, наглашава да разлике међу врстама не поништавају тако важне налазе.
„Свака врста имаће различиту одбрану“, каже она. „Што више разумијемо основну биологију, то више можемо манипулирати људским ћелијама да би биле такве животиње. Природа нас има много научити ако знамо где да погледамо. "
