Эволюция двух заразных видов рака у тасманийских дьяволов подчеркивает непредсказуемость угрозы

Трансмиссивные раки, встречающиеся в животном мире крайне редко, распространяются путем передачи живых раковых клеток. В случае тасманийских дьяволов клетки передаются через укусы — поведение, обычное для этих животных, особенно во время драк за партнеров и пищу.

Тасманийские дьяволы восприимчивы к двум смертельным трансмиссивным ракам: лицевой опухоли тасманийского дьявола 1 (DFT1) и лицевой опухоли тасманийского дьявола 2 (DFT2). Оба заболевания вызывают обезображивающие лицевые опухоли и привели к быстрому сокращению популяции в последние десятилетия.

В новом исследовании ученые из Кембриджского университета картировали возникновение и мутации DFT1 и DFT2, а также охарактеризовали их продолжающуюся эволюцию. Результаты, опубликованные 20 апреля в журнале Science, подчеркивают сохраняющуюся угрозу, которую эти виды рака представляют для тасманийских дьяволов.

Сравнительный анализ двух видов рака

Исследователи создали улучшенный «референсный геном» тасманийского дьявола и сравнили его с ДНК, взятой из 119 опухолей DFT1 и DFT2. DFT1 впервые наблюдали в 1996 году на северо-востоке Тасмании, и сейчас он широко распространен по всему острову. DFT2 был впервые обнаружен в 2014 году и до сих пор ограничен небольшим районом на юго-востоке Тасмании.

Ученые идентифицировали мутации в опухолях и использовали их для построения «генеалогических деревьев», показывающих, как каждый из двух видов рака независимо возник и эволюционировал с течением времени.

Ключевые различия в эволюции

• Скорость мутаций: DFT2 приобретал мутации примерно в три раза быстрее, чем DFT1. Поскольку мутации обычно происходят во время деления клеток, наиболее вероятное объяснение — DFT2 является более быстрорастущим раком.
• Время возникновения: DFT1 возник в 1980-х годах, за 14 лет до его первого обнаружения. DFT2 появился между 2009 и 2012 годами, незадолго до его выявления.
• Характер распространения: Вскоре после возникновения DFT1 пережил «взрывное» событие передачи, когда один зараженный дьявол передал свою опухоль как минимум шести другим особям.

Важные открытия для сохранения вида

Исследователи впервые выявили случай передачи DFT1 от матери детенышу в ее сумке. Также было обнаружено, что инкубационный период — время между заражением и появлением симптомов — в некоторых случаях может составлять год и более.

DFT1 теперь распространен почти по всей популяции дьяволов и недавно был зарегистрирован на крайнем северо-западе Тасмании, одном из немногих оставшихся свободных от болезни регионов штата.

Выводы

Исследование показывает, что оба рака возникли в результате сходных процессов и демонстрируют признаки продолжающейся эволюции, что делает угрозу для вида непредсказуемой. Результаты подчеркивают важность программ мониторинга и сохранения тасманийских дьяволов, а также дают новое понимание эволюционных механизмов рака в целом, включая человеческие онкологические заболевания.