服务热线: 010-82349466
新闻中心 News
联系我们

鲸鱼能战胜癌症的秘诀?科学家在其体内发现抑癌基因

日期: 2019-05-16
浏览次数: 57

科学家们知道年龄和体重是癌症发生的危险因素。这就意味着,地球上一些最大、寿命最长的动物(比如说鲸鱼),应该罹患癌症的风险极高。


鲸鱼能战胜癌症的秘诀?科学家在其体内发现抑癌基因


然而结果却恰恰相反,这些动物并没有发展或死于这种疾病,大象和恐龙的近亲鸟类也是如此。北亚利桑那大学信息、计算和网络系统学院的助理教授Marc Tollis很想知道其中缘由。


Tollis领导了一个由来自亚利桑那州立大学、荷兰格罗宁根大学、马萨诸塞州海岸研究中心和全球其他九家机构的科学家组成的团队,研究鲸类动物潜在的癌症抑制机制,包括鲸鱼、海豚和江豚在内的哺乳动物群体。相关研究结果发表在《Molecular Biology and Evolution》上。亚利桑那州立大学Carlo Maley教授是一位进化生物学家,他也是这项新研究的资深合著者。


鲸鱼能战胜癌症的秘诀?科学家在其体内发现抑癌基因

Carlo Maley



Tollis说,这项研究发现,大自然以无数种方式在生命树中战胜了癌症,研究人员可以利用这些信息来帮助找到预防人类癌症的潜在新靶点。比如说,可以借鉴鲸鱼的蛋白质来阻止细胞的增殖,从而开发出能缩小人体肿瘤的药物。


细胞分裂在生物中是正常的,体细胞或体细胞突变也是正常的。大多数时候,体细胞突变是无害的,或者身体能够修复这些突变。但一旦出现异常,就会导致癌症。


除此之外,癌症变得越来越复杂。尽管对所有类型的癌症和所有类型的生物体做了研究,但仍然发现问题比答案多。年龄和体型也是众所周知的患癌危险因素。Tollis对此的一种解释是,癌症风险总体上是一个有机体一生中细胞分裂数量的函数。


他说,“这是由体细胞进化驱动的——当体细胞复制基因组、分裂并产生子细胞时,就会发生遗传变化。寿命越长,细胞分裂就越多,后代细胞基因组中发生致癌突变的可能性就越高。”同样,较大的个体由更多的细胞组成,这也增加了致癌突变的可能性。”


鲸鱼能战胜癌症的秘诀?科学家在其体内发现抑癌基因


如此一来,鲸鱼应该更容易患癌症。因为鲸鱼比地球上大多数哺乳动物寿命更长,身体脂肪的比例也更高。然而,结果并非如此。这一现象被称为“Peto's Paradox”。那么,鲸鱼是如何抵抗这些众所周知的危险因素的呢?Tolis及其团队以早期Carlo Maley对大象癌症抑制的替代机制研究作为基础,做出了更进一步的研究。




鲸鱼抑癌秘诀



该研究团队在联邦研究许可下,从马萨诸塞州海岸的一头成年雌性座头鲸身上获取皮肤样本。这头名为“Salt”的鲸鱼。之所以选择它作为实验对象,是因为早在20世纪70年代中期,它就被海岸研究中心列入目录,并被选为这项研究的对象,它的生活史是所有座头鲸中记录最完整的。


因此该团队对Salt的基因组进行了测序和组装,这需要从皮肤组织中提取DNA,将其分割成更小的片段,然后通过一个DNA测序器产生近20亿个短序列。然后,他们将这些序列重新组合成一个跨越27亿个碱基对的基因组组合 (相比之下,人类基因组大约有31亿个碱基对长) 。他们还对RNA进行了测序,这有助于找到基因在基因组中的精确坐标。


然后,研究小组将座头鲸的基因组与其他哺乳动物的基因组进行了比较,包括其他海洋巨兽,如蓝鲸、长须鲸、露脊鲸和抹香鲸。他们期望看到许多差异,但也有一些相似之处,特别是与基因组中执行重要功能的部分。他们还寻找了基因组中进化出的来帮助鲸鱼适应环境的部分。


结果发现,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含有控制细胞周期、细胞增殖和DNA修复的基因,而这些基因对于正常细胞功能至关重要。在人类癌症中,这些基因中很多都发生了突变。鲸鱼的基因组也进化出许多肿瘤抑制基因。


Tollis说,“这表明鲸鱼在哺乳动物中是独一无二的,为了进化出巨大的体型,这些重要的‘管家’基因必须跟上,才能保持物种的健康。这些基因在进化上是保守的,通常可以预防癌症。我们还发现,尽管鲸鱼基因组中与癌症相关的部分比其他哺乳动物进化得更快,但与其他哺乳动物相比,随着时间的推移,鲸鱼基因组中累积的DNA突变要少得多(平均而言),这表明它们的突变率更低。”


这种缓慢的变化速度也可能限制了鲸鱼接触致癌体细胞突变。


值得注意的是,这项研究建立在ASU团队的此前研究基础上——他们在大象身上发现了更低的癌症发病率。大象是另一种体型庞大、寿命长的哺乳动物,但在基因上与鲸鱼没有太多共同之处。这两个物种通过不同的机制得到了相同的结果——癌症抑制。灭绝的巨型恐龙可能也是如此,尽管科学家们在恐龙化石中发现了癌症的证据,但这类生物包括地球上有史以来最大的动物,因此它们可能也具有有效的抗癌能力。


“大自然告诉我们,癌症基因的这些变化与生命是一致的。接下来的问题是,我们需要弄明白这些变化中的哪一个可以预防癌症,能否为人类所用?” 来自亚利桑那州立大学生物设计研究所的癌症进化生物学家Carlo Maley说道。


下一步,Tollis和他的团队将利用鲸鱼细胞系的实验更好地了解癌症抑制表型,这将为团队的基因组结果提供重要的功能验证。这将是研制出鲸源性的人类癌症药物的第一步。他们还在观察其他动物,如蝙蝠、乌龟和鳄鱼,以了解这些长寿物种是如何抑制癌症的。

转自生物探索

Hot News / 相关推荐
  • 2020 - 08 - 20
    点击次数: 51
    开学季活动攻略来了        嗨!亲爱的伙伴,我们在2020年的秋季终于见面了!无论你在哪里,我们都会一直默默的陪伴。伴随着金色的九月,开学的季节,我们展开了多种活动,来和你一起开学。活动多多,奖品多多,还在等什么,快来参与啊!活动一:你留言,我送礼! 在本次活动中,亲爱的伙伴,如果你在公众号后台留言,留言入选,便可获得精美礼品。留言...
  • 2020 - 02 - 12
    点击次数: 44
    开工大吉,共克时艰今天正月十七,开工第一天在此向所有奋战一线的工作者致敬,感谢客户们一如既往的信任和大力支持!优健萌威将继续为您提供更好的服务。2020,我们一起奔跑,一起追梦,和我们共同开启热血的一年!小编为大家整理了现在公司现有库存的手套,少量现货,先抢先得!拼手速!抢!抢!抢!
  • 2019 - 12 - 25
    点击次数: 54
    电子显微镜下的假单胞菌细菌。图片来源:MPIIB / Volker Brinkmann近日,发表在《Science》上的一项研究中,来自德国马克斯·普朗克感染生物学研究所(MPIIB)的科学家们发现,人体具有一个特殊受体,它虽然不能识别细菌本身,但可以很好地监视细菌间的通信,持续监测感染动态,当有大量细菌存在以至于分泌出被称为毒力因子的致病物质时,该受体会向宿主发出调整免疫反应的信号。细...
  • 2019 - 11 - 05
    点击次数: 65
    双十一活动攻略来了!我们的活动时间是:2019.11.1-11.5活动持续两周。小伙伴们赶紧奔走相告吧!我们一起狂欢嗨购!VWR大咖亮相,询价有礼活动期间询价具体货号商品,即可赠送精美签字笔一支;下单任意VWR商品,送VWR订制款旅行套装;报货号抽大奖表单中添加5个以上实验室使用过的产品货号,即可参与抽奖;参与方式:识别下方二维码进入表单,添加产品货号后提交,点击抽奖即可;抽奖礼品由销售送达双11...
  • Copyright © 2005 - 2013 北京照生莱博商贸有限公司
    犀牛云提供企业云服务