美國猶他州大學的一項最新研究表明:大象體內有一種能夠修復突變DNA的特殊基因,讓人開心的是,人類的身體內也有這種類似的基因。這一發現將為人們提供新的抗癌途徑。
關于癌癥有這樣一件有趣的事兒,1977年流行病學家理查德·佩托提出了這樣一個說法:因為癌癥是由有害的基因突變導致的,所以細胞越多,基因突變的幾率越高。這個理論被稱為“佩托悖論”。按照佩托悖論來推斷,比起小白鼠等壽命短的小型多細胞動物,大象等壽命長的大型多細胞動物患癌的風險更高。
然而事實是:大象的細胞數量是人類的100多倍,其癌癥發病率卻僅為5%,相比之下,人類的癌癥發病率卻高達20%~25%(不包括因吸煙等原因而患癌風險上升的人)。
經過了長時間的醞釀發展,關于大象患癌率低的事情終于有了結果——大象的身體中含有能夠誘導異常細胞“自殺”的基因,這種基因就是“TP53”。
TP53是一種起到抑癌作用的基因,它所編碼產生的p53蛋白質可以監控細胞基因的完整性。如果發現DNA受損,它可以促進DNA的修復。而在異常無法修復時,p53蛋白還可以啟動凋亡過程,誘導異常細胞“自殺”以避免癌變。而如果TP53基因發生突變,則會影響抑癌功能,增加癌癥風險。
在非洲象體內,TP53基因的拷貝數至少有20份(40個等位基因)。檢測發現,這些額外的基因拷貝同樣具有活性。在人類的基因組中,TP53的基因只有一份(2個等位基因)。
而在美國猶他州大學最新的研究中,遺傳學家Christopher Gregg有了更新的發現:所有哺乳動物體內存在的一個基因網絡——范可尼貧血癥通路,這是DNA修復的主要調節器,如果這一基因通路出現突變,那么人們患癌的風險將變得非常高。
范可尼貧血癥通路是如何做到防止癌癥發生的呢?Gregg的研究團隊對大象的免疫細胞進行了測試,他們通過輻射觀察哪些基因變得活躍。大象的免疫細胞能夠快速修復了其它DNA的損傷,這是阻止癌癥發生的重要機制。
讓人興奮的是,人類與其它動物共享了許多基因序列,其中包括果蠅、蠕蟲、狗和猩猩等。Gregg的團隊創建了一種公式,對人類與其它動物體內的基因進行對比,他們發現地域差異也會導致某些物種出現不同的進化。Gregg稱:“當我們證實這種方法有效的時候,我們就開始將這種方法應用在其它具有獨特特征的動物身上。”如此一來,范可尼貧血癥通路的發現便很有可能讓科學家們發現新的抗癌方法。
不過,目前很多研究團隊面臨的問題是,精準的基因功能與進化相似性之間的關聯很小。比如說,許多在人類體內能夠致病的基因能夠在獼猴體內找到,而在人類親緣關系最近的黑猩猩體內則沒有這些基因。而黑猩猩是聯結很多醫學科技到人類的重要節點。
在Gregg的研究中,他們還發現了一件有趣的事兒——哺乳動物共享的基因序列在不同的物種、不同地域之間都出現了不同的發育。比如蝙蝠是唯一能夠飛行的哺乳動物,而他們體內控制生長翅膀的DNA卻是與人類共享的;海豚和逆戟鯨體內參與制造紅細胞生成素的基因發生了變化,這種激素能夠刺激紅細胞的生成,從而增加血液內的氧氣含量,這就是它們為何能夠在水底長時間呼吸的原因。讓人驚訝的是,這種紅細胞生成素的基因同樣是跟人類共享的。(編輯/侯幫虎)