Почему слоны редко болеют раком

Как мы хорошо знаем, слоны – крупные животные весом в несколько тонн. Очевидно, что организм большого животного содержит больше клеток, чем организм мелкого. А чем больше клеток и клеточных делений, тем, казалось бы, больше вероятность случайных мутаций, ошибок в процессе удвоения ДНК; другими словами, больше вероятность развития онкологических заболеваний. А если вспомнить, что слоны еще и «долгожители» – они живут в дикой природе более 60 лет, напрашивается вывод, что рак должен быть очень распространенным заболеванием у этих животных. Однако это не соответствует действительности

Феномен низкой заболеваемости онкологическими заболеваниями у слонов и других крупных долгоживущих животных, таких как киты, удивляет ученых примерно с середины 1970-х годов и известен как парадокс Пето. С тех пор идут исследования биологии этих животных в попытке понять, каким же способом крупные долгоживущие виды побеждают рак.

Два года назад ученые из Рочестерского университета в Нью-Йорке (США) сообщили о выявлении как минимум одного механизма, благодаря которому рак не грозит представителям хоть и не крупного, но долгоживущего вида голых землекопов (Heterocephalus glaber), очень своеобразных африканских грызунов. Хотя эти зверьки невелики по размерам, живут они примерно до 30 лет, почти в 10 раз дольше, чем мыши и крысы. Выяснилось, что неспособность заболеть раком у голых землекопов связана с особенностями вырабатываемой в их организме гиалуроновой кислоты, одного из компонентов межклеточного вещества.

И вот теперь ученые из Института рака Хантсмана при Университете Юты (США) и Университета штата Аризона (США), кажется, обнаружили причину слоновьей устойчивости к раку. Надо сказать, что от рака умирает меньше 5% слонов. Этот показатель ниже, чем у более мелких организмов: например, у гиеновидной собаки он составляет 8%, тогда как у человека доходит до 25%.

Возможная причина такой устойчивости кроется в геноме слона, который, как выяснилось, содержит 30–40 копий гена, кодирующего белок p53. При появлении нарушений, способных привести к развитию раковой опухоли, например, при повреждении ДНК, белок p53, который называют еще «стражем генома», останавливает цикл деления клетки, пока повреждения не будут отрепарированы (то есть, отремонтированы), либо запускает процесс апоптоза – клеточного самоубийства.

Затем ученые исследовали, каким именно образом дополнительные копии гена р53 обеспечивают меньшую подверженность слонов онкологическим заболеваниям. Для этого клетки африканского слона и клетки человека подвергли действию ионизирующей радиации (чтобы искусственно внести повреждения в ДНК). Как ни удивительно, интенсивность процессов репарации ДНК в клетках слона и человека была сравнима. Зато облученные клетки слона вдвое чаще, чем человеческие, самоуничтожались путем апоптоза. Видимо, дополнительные копии гена, кодирующего белок р53, обеспечивают проведение тщательной «профилактической зачистки» потенциально раковых клеток задолго до того, как они образуют опухоль. Это, правда, пока скорее гипотеза, так как, как отмечают другие ученые, нет полной уверенности в том, что дополнительные копии генов действительно производят функционирующий белок p53.

В отличие от слонов, у людей есть только две копии гена, кодирующего белок p53, как и у ближайших родственников современных слонов – даманов, некрупных травоядных. Дополнительные копии гена у слонов, вероятно, накопились миллионы лет назад в результате случайного дублирования гена у предковых видов.

Знания о том, как крупные долгоживущие виды избегают онкологических заболеваний, могут быть полезны для разработок, направленных на предотвращение рака у человека. Конечно, возможность сделать клетки человека «слоноподобными», добавив в них дополнительные копии гена p53, звучит фантастически, но, возможно, удастся научиться имитировать этот эффект фармакологическими методами.

По: http://news.sciencemag.org

Фото: https://en.wikipedia.org; Авторские права: http://creativecommons.org/licenses/by/2.5/

Был изменен размер картинки

Подготовила Мария Перепечаева

: 19.10.2015