Слоны сопротивляются раку, пробуждая "зомби-ген"

Около 17% людей в мире умирают от рака, в то время как менее 5% слонов в неволе (которые живут около 70 лет и имеют примерно в 100 раз больше потенциально раковых клеток, чем люди) умирают от этой болезни.

Три года назад исследовательские группы из Чикагского и Ютского университетов начали выяснять причину. Известно, что у людей, как и у других животных, есть одна копия главного гена-супрессора опухолей p53. Этот ген позволяет людям и слонам распознавать невосстановленное повреждение ДНК — предшественник рака — и заставляет поврежденные клетки умирать.

Однако исследователи неожиданно обнаружили, что у слонов 20 копий гена p53. Это делает их клетки значительно более чувствительными к повреждению ДНК и быстрее запускает клеточное самоуничтожение (апоптоз).

В выпуске журнала Cell Reports от 14 августа 2018 года команда из Чикагского университета описывает второй элемент этого процесса: противораковый ген, вернувшийся из небытия.

Изучая p53 у слонов, Винсент Линч и коллеги обнаружили бывший псевдоген под названием лейкемический ингибирующий фактор 6 (LIF6), который каким-то образом обрел новый "включатель". LIF6, вернувшийся к жизни, стал полноценным рабочим геном. Его функция, активируемая p53, — реагировать на поврежденную ДНК, убивая клетку. Белок, производимый геном LIF6, быстро направляется к митохондриям (основному источнику энергии клетки) и проделывает в них отверстия, что приводит к гибели клетки.

"Отсюда и "зомби". Этот мертвый ген вернулся к жизни. Когда он включается поврежденной ДНК, он быстро убивает эту клетку. Это полезно, так как действует в ответ на генетические ошибки при репарации ДНК. Уничтожение такой клетки может предотвратить последующий рак", — объясняет Винсент Линч.

У слонов есть восемь генов LIF, но известно, что функционален только LIF6. Хотя он был описан недавно, похоже, он помогает слонам и их родственникам уже очень давно.

Анализ показывает, что ген вернулся к функциональности примерно 25–30 миллионов лет назад, когда предки слонов размером с сурка начали увеличиваться в размерах. Этот дополнительный метод подавления рака мог быть ключевым элементом, позволившим гигантский рост, который в итоге привел к появлению современных слонов.

Однако за большой размер приходится платить. У крупных животных больше клеток, и они живут дольше, что означает больше времени и возможностей для накопления вызывающих рак мутаций. Как отмечает соавтор исследования Хуан Мануэль Васкес, крупные долгоживущие животные должны были развить надежные механизмы для подавления или устранения раковых клеток.

Авторы предполагают, что LIF6 был "реанимирован еще до того, как возникла необходимость поддерживать большое тело". Он помог позволить рост от размера в 4,5 кг (сурок) до величественных созданий весом более 6800 кг, будучи "допускающим для возникновения больших тел, но не достаточным".

Точный механизм, с помощью которого LIF6 индуцирует апоптоз, остается неясным и станет фокусом дальнейших исследований.