Учёные обнаружили ген, который делает клетки голого землекопа «устойчивыми к раку»

Несмотря на 30-летнюю продолжительность жизни, дающую клеткам достаточно времени для озлокачествления, у маленького грызуна — голого землекопа — никогда не находили опухолей. Биологи из Рочестерского университета считают, что теперь знают причину.

Результаты, представленные в свежем выпуске Proceedings of the National Academy of Sciences, показывают, что клетки землекопа экспрессируют ген p16, который делает их «клаустрофобными»: он останавливает пролиферацию клеток, когда их становится слишком много в тесном пространстве, пресекая неконтролируемый рост ещё до его начала. Эффект p16 настолько выражен, что когда исследователи мутировали клетки, чтобы вызвать опухоль, их рост почти не изменился, в то время как обычные клетки мыши становились полностью раковыми.

«Мы думаем, что нашли причину, по которой эти землекопы не болеют раком, и это несколько неожиданно», — говорят Вера Горбунова и Андрей Селуанов, профессора биологии и ведущие исследователи. — «Слишком рано строить предположения, но если эффект p16 удастся воспроизвести у людей, у нас может появиться способ остановить рак до его начала».

Голые землекопы — странные, почти лишённые шерсти существа, живущие в подземных сообществах с «королевами» и «рабочими», что больше напоминает пчёл, чем грызунов. Они могут жить до 30 лет, что исключительно долго для мелкого грызуна. Несмотря на большое количество наблюдаемых особей, не было зафиксировано ни одного случая рака у землекопа. Кроме того, они почти не проявляют признаков старения до самого конца жизни.

Последние три года Горбунова и Селуанов исследовали грызунов со всего мира, чтобы понять, как разные, но близкородственные виды справляются с раком.

В 2006 году Горбунова обнаружила, что теломераза — фермент, способный продлевать жизнь клеток, но также повышающий риск рака, — высокоактивна у мелких грызунов, но не у крупных. До этого исследования преобладало мнение, что долгоживущим животным (как человек) необходимо подавлять активность теломеразы для защиты от рака. Однако это открытие породило новый вопрос: почему у мелких, но долгоживущих животных, таких как обычная серая белка (24+ года), при активной теломеразе рак не распространён?

В 2008 году Горбунова подтвердила, что мелкие долгоживущие грызуны развили ранее неизвестный противораковый механизм, отличный от механизмов человека или других крупных млекопитающих. Тогда механизм не был идентифицирован.

Теперь Горбунова считает, что нашла основную причину: это своеобразный ген «сигнала раннего предупреждения о перенаселении» — p16, который экспрессируется в клетках голого землекопа.

Исследователи были удивлены, насколько сложно было выращивать клетки землекопа в лаборатории. Клетки отказывались делиться, как только их количество в пространстве достигало определённого предела. Клетки других животных (включая человека) также прекращают деление при высокой плотности, но клетки землекопа достигали этого предела гораздо раньше.

«Поскольку рак — это, по сути, неконтролируемое деление клеток, мы поняли, что то, что вызывает эту остановку, вероятно, и предотвращает возникновение рака у землекопов», — говорит Горбунова.

Как и у многих животных, у землекопов есть ген p27, предотвращающий клеточное перенаселение. Но землекопы используют дополнительную, более раннюю защиту — ген p16. Раковым клеткам обычно удаётся обойти p27, но у землекопов есть двойной барьер, который клетка должна преодолеть для неконтролируемого роста.

«Мы считаем, что дополнительный уровень защиты, обеспечиваемый этим двухуровневым контактным торможением, способствует поразительной устойчивости голого землекопа к опухолям», — пишет Горбунова в статье для PNAS.

Теперь Горбунова и Селуанов планируют глубже изучить генетику землекопа, чтобы выяснить, можно ли применить их устойчивость к раку к людям.