Акулы демонстрируют уникальные изменения в генах иммунитета, связанных с раком

Новое геномное исследование ДНК акул, включая большую белую и гигантскую молот-рыбу, выявило уникальные модификации в их иммунных генах. Эти изменения могут лежать в основе быстрого заживления ран и, возможно, более высокой устойчивости к раку у этих морских хищников.

Известно, что акулы и скаты обладают высокой эффективностью заживления ран и, предположительно, большей устойчивостью к раковым заболеваниям (хотя это требует дальнейшего изучения). Эти свойства, вероятно, связаны с их иммунной системой, которая оттачивалась в течение 400 миллионов лет эволюции.

Исследование, проведенное Центром исследования акул «Спасите наши моря» (NSU) и Научно-исследовательским институтом Гая Харви (GHRI), а также Колледжем ветеринарной медицины Корнеллского университета и опубликованное в журнале BMC Genomics, впервые предоставляет доказательства того, что некоторые гены иммунитета акул и скатов претерпели эволюционные изменения, которые могут быть связаны с этими уникальными способностями.

Гены иммунитета, связанные с раком

Исследователи обнаружили, что особенно выделяются два иммунных гена акул: legumain и Bag1. Оба гена имеют аналоги у человека, где известно, что их сверхэкспрессия связана с целым рядом онкологических заболеваний. Примечательно, что новое исследование показывает, что эти гены у акул, однако, были модифицированы и подверглись эволюционному естественному отбору.

Хотя идея о большей устойчивости акул и скатов к раку требует строгого научного подтверждения, результаты этого исследования поднимают интригующую перспективу: белки, производимые этими связанными с раком генами legumain и Bag1, могут иметь измененные функции у акул, включая возможность фактически защищать животных от возникновения рака.

Например, ген Bag1 кодирует белок, который у человека участвует в ингибировании важного естественного процесса — «запрограммированной гибели клеток» (апоптоза). Это ключевой процесс для устранения дисфункциональных клеток, и одна из характеристик рака — способность злокачественных клеток уклоняться от него. Таким образом, обнаруженная у акул специфическая адаптация гена Bag1 может указывать на альтернативную или измененную роль этого важного гена.

Гены, связанные с заживлением ран

Исследовательская группа обнаружила, что по сравнению с костистыми рыбами, у четырех изученных видов акул и скатов не только была значительно выше доля генов, вовлеченных в антител-опосредованный иммунитет, но и несколько генов, связанных с противоинфекционным иммунитетом, экспрессировались только у акул и скатов.

Эта более высокая доля генов, участвующих в функции адаптивного (антительного) иммунитета, может быть ключевой причиной способности акул и скатов бороться с инфекциями и быстро заживлять раны.