众所周知,年纪和体重是癌症开展的重要危险要素,年纪越大、体重越重,患癌症的危险就越高。鲸鱼体型巨大,寿数也很长,例如蓝鲸,体长可达33米,体重仅200吨,寿数约100年。
这应该意味着鲸鱼这种地球上体型最大和寿数很长的动物,具有患癌症的巨大危险。可是,现实并非如此。鲸简直不会患癌症,相同体型巨大的大象也是,体型巨大的恐龙早已灭绝,它们会不会患癌症咱们不得而知,可是恐龙的亲属鸟类,也很少患癌症。
2019年5月,美国亚利桑那州立大学的研讨人员在Molecular Biology and Evolution杂志宣布了题为:Return to the sea, get huge, beat cancer: an analysis of cetacean genomes including an assembly for the humpback whale (Megaptera novaeangliae)的研讨论文。
该论文研讨了鲸类动物的潜在癌症按捺机制,研讨成果提醒了座头鲸以及其他九种鲸类的基因组,以确认它们的癌症防护是如此有用。这项研讨不只让人们更好地了解癌症,也为开发癌症疗法揭开新视角。
在生物体中,细胞分裂时间都在发作,细胞分裂时伴跟着DNA的仿制,因而也伴跟着基因骤变,大多数时分,这些骤变要么无害,要么细胞能够修正这些骤变,假如有害骤变没有被修正,就或许会导致癌症。
年纪和体型是人们众所周知的患癌危险要素。年纪增大,对有害骤变的修正才能随之下降。体型越大,意味着细胞数量越多,细胞分裂的总数也就越多,也就更简单呈现有害骤变。
因而,寿数越长,体型越大的生命,患癌危险也就越高。
可是,体型巨大、寿数很长的鲸鱼却并没有高的患癌危险,这种现象也被称为佩托悖论(Peto's Paradox),佩托悖论是由英国牛津大学的流行病学家Richard Peto于20世纪70年代提出,他发现有些大型长命数动物患癌危险并未升高。他据此猜想:跟着年纪的增加和体型的变大,动物体内或许存在避免癌细胞生成的内涵生物学机制。
左上:小须鲸,重约7.5吨,最长约10米,寿数约50年;
左下:座头鲸,重约30吨,最长约16米,寿数约95年;
右上:海豚,重约0.2吨,最长约4米,寿数约52年;
右下:虎鲸,重约4吨,最长约8米,寿数约90年。
为了研讨鲸鱼的防癌机制,研讨团队从美国马萨诸塞州海岸的一个名为Salt的成年雌性座头鲸身上获取皮肤样本。然后对它的基因组进行了测序和拼装,获取长约27亿个碱基对的基因组(与之比较,人类基因组长约31亿个碱基对)。研讨人员还测序了RNA,这有助于找到基因坐落基因组中的准确坐标。
该团队随后将座头鲸基因组与其他哺乳动物的基因组进行了比较,包括其他海洋巨子,如蓝鲸、长须鲸、和抹香鲸。以希望看到差异及相似之处。
该研讨发现鲸鱼基因组的某些部分比其他哺乳动物进化得更快。鲸鱼基因组的这些部分包括操控细胞周期、细胞增殖和DNA修正的基因,这些基因对正常细胞功用至关重要。在人类癌症中,通常情况下这些基因是骤变了的。并且鲸鱼基因组中的肿瘤按捺基因中进化出许多重复序列。
鲸鱼中特有的高复制基因
这些研讨标明鲸鱼在哺乳动物中是绝无仅有的,虽然这些癌症相关的鲸鱼基因进化速度比其他哺乳动物更快,但与其他哺乳动物比较,鲸鱼在基因组中累积的DNA骤变数量远远少于其他哺乳动物,这标明鲸鱼的骤变率较低。
这项研讨建立在亚利桑那州立大学团队在大象身上发现较低癌症发病率的研讨的基础上,大象体型巨大且长命,但大象与鲸鱼在遗传上没有多少共同之处。
该团队的下一步将是运用鲸细胞系进行试验,以更好地了解癌症按捺表型,这将为团队的基因组成果供给重要的功用验证。这也是开发鲸鱼来历的人类抗癌药物的第一步。
此外该团队还在研讨陆龟和鳄鱼等长命动物究竟是怎么按捺癌症的。
这项研讨标明,大自然在生命之树中以无数种方法打败了癌症,研讨人员可通过这些信息来协助找到防备人类癌症的潜在新靶点,比方运用能够阻挠细胞增殖的鲸鱼特有蛋白来开发按捺人类肿瘤的药物。
作者以为,他们的方针不只是让咱们了解更好的癌症疗法,并且让大众了解癌症的新视角,鲸鱼和大象进化为打败癌症的现实,以及恐龙也遭受过这种疾病的现实,这标明癌症渐渐的变成了数百万年进化的选择性压力,它一向伴跟着咱们。这也有助于咱们更好地了解生物多样性,现在地球正在阅历第六次生命大灭绝,咱们应该维护更多的生命。
论文链接:
https://academic.oup.com/mbe/advance-article/doi/10.1093/molbev/msz099/5485251