Крупные животные и смертельные болезни 25.10.2015

Онкологическими болезнями болеют не только люди, но и животные. Но все по-разному - кто-то чаще, кто-то реже. Есть виды, особенно устойчивые к раку, и к таким, как ни странно, относятся крупнейшие млекопитающие: слоны и киты. Почему "как ни странно"? Мы знаем, что рак начинается с клеток, в которых испортился механизм контроля деления. Очевидно, чем больше клеток в теле, тем больше шансов, что в какой-нибудь из них что-нибудь пойдет не так - при делении, например, в синтезирующуюся цепь ДНК может вкрасться ошибка. Однако слоны, несмотря на свои размеры и долгий срок жизни, заболевают раком даже реже, чем более мелкие виды. Этот парадокс был назван парадоксом Пето - по имени Ричарда Пето, британского эпидемиолога из Оксфорда, который заметил его еще в 1970-е годы.

Очевидно, у долгоживущих крупных животных есть какие-то дополнительные механизмы, подавляющие возникновение злокачественных опухолей. Среди генов, от которых зависит развитие рака, есть протоонкогены и антионкогены. Если первые начинают работать не так, как надо, клетки "сходят с ума" и перерождаются в раковые; соответственно, то же самое будет, если сломаются антионкогены, которые следят за тем, правильно ли клетки себя ведут.

Два года назад исследователи из Института развития в Монпелье предложили модель, которая учитывала поведение протоонкогенов и антионкогенов в зависимости от размера животного. Модель имитировала разные распределения мутаций на протяжении нескольких тысяч поколений. Вывод оказался такой: протоонкогены и антионкогены по-разному реагируют в эволюции на увеличение массы тела. Чем больше масса тела, тем труднее активировать гены, способные спровоцировать опухоль.

Одна из мутаций, благодаря которой становится труднее активировать протоонкогены, может быть связана с тем, что в геноме просто увеличивается число опухолевых супрессоров. Об этом в своей статье в Journal of the American Medical Association пишут Джошуа Шиффман (Joshua D. Schiffman) из Университета Юты вместе с коллегами из Университета штата Аризона и Пенсильванского университета. Сначала авторы работы проанализировали статистику смертности слонов, и опять же лишний раз убедились, что они действительно устойчивы к раку более многих других видов: всего лишь 5% толстокожих умирают от опухолей, тогда как, к примеру, у гиеновидных собак рак губит 8%, не говоря уже о 25% людей.

Анализ генома показал, что у африканских слонов есть целых 40 копий гена p53, у азиатских - от 30 до 40. Этот ген - один из самых известных антионкогенов. Белок р53 распознает повреждения в ДНК, и, если их становится достаточно много, он включает гены, отвечающие за апоптоз - запрограммированное клеточное самоубийство. Большое количество генетических повреждений делает клетку опасной для всего организма, поэтому проще всего от нее вообще избавиться. Очевидно, именно огромное число копий p53, которые возникли в их геноме миллионы лет назад, помогает слонам избегать рака (у человека, к слову, всего две копии p53).

Можно, конечно, поступать иначе - стараться отремонтировать испорченную ДНК, однако, когда клетки слонов облучали ионизирующим излучением, то никакой активизации ДНК-ремонтных генов и белков не наблюдалось, но зато клетки начинали активно умирать. То есть слоновий способ избежать злокачественной опухоли - просто вовремя убить испортившуюся клетку. Стоит только пожалеть о том, что эволюция не смогла снабдить и наш геном лишним десятком копий p53; возможно, в будущем биотехнология позволит провернуть такую операцию, и на свет появятся новые люди с повышенной защитой от рака.