调查大象如何进化到对癌症有抵抗力
在其他条件相同的情况下，大型长寿动物患癌症的风险应该是最高的。
计算很简单:当基因突变导致单个细胞繁殖过快时，肿瘤就会生长。长寿为这些恶性突变的发生创造了更多的机会。庞大的身体也是如此:拥有更多细胞的大型生物应该更容易患肿瘤。
那么，为什么大象寿命长、体型庞大，却很少罹患癌症呢?它们是世界上最大的陆地动物之一。
一项新的研究深入研究了这个巨大的谜团，表明大象拥有与肿瘤抑制相关的多种基因的额外副本。
但科学家们说，这种现象并非大象独有:研究得出的结论是，在大象现存的和已灭绝的亲戚中，肿瘤抑制基因的复制非常普遍，包括像Cape golden mole(一种穴居动物)和象鼩(一种长鼻食虫动物)这样的小动物。这些数据表明，肿瘤抑制能力在异常大的身体进化之前或同时发生，促进了这一发展。
这项研究于1月29日发表在该杂志上eLife由布法罗大学的生物学家文森特·林奇和加州大学伯克利分校的胡安·曼努埃尔·巴斯克斯共同完成。
布法罗大学艺术与科学学院生物科学系助理教授林奇博士说:“其中一个预期是，当你拥有一个非常大的身体时，你的癌症负担应该会增加，因为身体大的东西有更多的细胞。”“事实上，这在物种之间并不成立——这是进化医学和癌症生物学中一个长期存在的悖论——这表明进化找到了一种降低癌症风险的方法。”
在这项新的研究中，林奇说:“我们探索了大象及其现存和已灭绝的亲戚是如何进化成抗癌的。”“我们过去研究过TP53，一种著名的肿瘤抑制因子。这一次，我们说，“让我们看看整个大象基因组是否包含比你预期的更多的肿瘤抑制因子副本。”这种趋势是普遍的吗?或者这种趋势只针对一个基因?我们发现这是普遍的:大象有很多很多额外的肿瘤抑制基因副本，它们都可能对抗癌有一点贡献。”
与亲戚相比，大象确实具有更强的癌症保护能力
尽管许多大象亲戚都有额外的肿瘤抑制基因副本，但科学家们发现，大象基因组拥有一些独特的复制，可能通过参与DNA修复的基因来抑制肿瘤;抗氧化应激;以及细胞的生长衰老和死亡
加州大学伯克利分校的博士后研究员巴斯克斯博士在芝加哥大学攻读博士学位期间完成了该项目的大部分工作，他说:“通过确定大型长寿物种进化出更好的抑制癌症的方法，我们可以了解到进化是如何工作的，并希望找到方法利用这些知识来激发新的癌症治疗方法。”
一个相关的谜团:巨型树懒和古代巨型犰狳是如何变得如此庞大的?
大象是理解癌症保护进化的一个很好的案例研究，因为它们属于一组哺乳动物——非洲动物——大多数是小型的。
这项研究在亚洲、非洲热带草原象和非洲森林象的DNA中寻找了肿瘤抑制基因的额外副本，也在一些非洲动物的基因组中寻找了肿瘤抑制基因的额外副本，比如Cape golden鼹鼠、象鼩、岩狸、海牛、已灭绝的长毛象、已灭绝的乳齿象等。该团队还研究了属于一组名为Xenarthra的哺乳动物的某些物种，这种哺乳动物与非洲动物密切相关，并在这些动物的基因组中发现了一些额外的肿瘤抑制因子副本。
根据这些发现，林奇想知道肿瘤抑制因子的复制是否有助于这些群体中其他古代大型身体的进化。
林奇说:“如果你选择一种奇怪的哺乳动物，很有可能它会在这些群体中，非洲动物和Xenarthrans:犰狳，食蚁兽，树懒，食蚁兽，所有这些奇怪的哺乳动物。”“我们发现，在这些生物群体中，我们研究的生物似乎都有额外的肿瘤抑制基因副本。这可能就是为什么在最后一个冰河时代，有巨大的树懒和古代的巨型犰狳。甚至还有一种已经灭绝的海牛亲戚，叫做斯特勒海牛，它有大象那么大。额外的肿瘤抑制因子副本可能帮助所有这些动物变得非常非常大。”
参考:巴斯克斯JM，林奇VJ。非洲动物在大身体进化过程中普遍复制肿瘤抑制因子，降低癌症风险。Rokas A，编辑。eLife．2021; 10: e65041。doi:10.7554 / eLife.65041
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