大象的防癌秘籍,藏在垃圾DNA里
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發表在《細胞報告》雜誌上的研究指出,科學家們通過對哺乳動物相對未被發掘的「垃圾」DNA進行了研究,發現了更多關於大象躲避癌症的線索。
最驚喜的在於,他們確定負責減輕大象細胞損傷的基因,在人類身上也可以發現。
世界上大多數哺乳動物都容易患癌症,但大象的抵抗力卻出奇的強。
雖然不是完全免疫,但也比人類好了太多,要知道,它們可是有先天劣勢的。
當一個細胞在分裂過程中隨機發生突變時,就會發生癌症。大象的細胞數量是人類的100倍,這意味著它們累積的風險更大。
但從現實來看,大約每20頭大象中有1隻會患上癌症,相比之下,5人中就有1人會患上癌症,人類的患癌率是大象的4倍。
幾十年來,研究人員一直研究大象們逆襲的原因,直到幾年前,一組研究人員才將這種超能力縮小到p53基因上。
研究發現,該基因可以抑制腫瘤,非洲大象有40個拷貝的p53,而人類只有一個。
但現在,猶他大學的一個研究小組發現了更多的線索。
他們研究了20世紀60年代以來已知的「垃圾DNA」(不編碼蛋白質的DNA)。發現它們並不像名字取得那麼沒用,比如能夠控制基因表達的時間和地點。
猶他大學的神經生物學家克里斯托弗·格雷格說:「人們過去常把非編碼區稱為『垃圾DNA』,但我認為這是一個尚未開發的叢林。」
「我們正在探索非編碼區,試圖發現可能控制不同疾病的基因組的新部分。」
該研究小組搜尋了脊椎動物常見、但是在大象中發展得特別快的基因組部分,以尋找有助於抵抗突變的因素,並預防癌症。
在將DNA暴露於伽瑪輻射並觀察其如何對損傷作出反應之後,他們確定了大象DNA中的三個基因——FANCL,VRK2和BCL11A。
這些基因尤其與DNA修復有關,可以防止突變,而且與大象的特定基因演化密切相關。
由於脊椎動物從共同的祖先演化而來,這意味著彼此間有很多共同的DNA ,所以許多其他的哺乳動物也有大象的這些基因。
雖然人類的版本並不能像大象一樣保護我們免受癌症的侵襲,但只要知道這些基因是什麼,就能幫助我們縮小這些演化的範圍,並決定是否能在人類的基因中產生類似的變化。
除了大象,研究小組還對具有高度顯著特徵的物種進行了全基因組的比較分析,以發現臨床重要的表型的候選功能元素:
冬眠蝙蝠:肢體異常
虎鯨和海豚:眼睛和角膜的發育
裸鼴鼠:研究眼部發育和青光眼
13隻松鼠:白化病和豹綜合症
未來的研究將需要確定,其他哺乳動物中的這些加速區域是否可以用於幫助控制人類疾病。
「我們正盯著未知領域,這種方法為我們提供了探索基因組的新方法,並有可能發現識別、診斷和治療疾病的新方法。」
1.https://www.sciencealert.com/elephant-cancer-resistance-noncoding-dna-accelerated-regions-human-health
2.http://www.cell.com/cell-reports/fulltext/S2211-1247(18)30176-1
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