-
1 # 轉轉品控師朝偉
-
2 # 裸猿的故事
大象為什麼能長那麼大,還沒直接死於癌症?
這是一道著名的癌症研究界的難題,而這道難題直到2015年才有人去揭開其冰山一角。
上世紀70年代,英國牛津大學的流行病學家理查德·皮託(Richard Peto )最先發現,癌症發病率與動物的體型幾乎沒有關係。對於絕大多數已經研究過的哺乳動物來說,無論你是在談論體重只有50克的草原鼠,還是重達五噸的非洲象,這些動物死於癌症的機率都在1%到10%之間浮動,比如大象的患癌率大約只有3%。然而,這完全不符合人們對癌症的認識!
因為,大體型的動物擁有更多細胞,而所有多細胞動物都是從一個受精卵發育而來,這意味著大體型動物的細胞分裂次數要多一些,而細胞分裂次數越多,發生基因突變的可能性越高,也因此應該越容易出現癌細胞。
圖示:從受精卵到胎兒。
如果上述知識並沒有本質缺陷,那麼唯一合理的推斷則是,大型動物肯定存在一些其他的內在生物學機制,這些機制保護了它們在分裂細胞時,免受癌症之害!正確的知識+合理的邏輯推理,就能指導我們去發現新的未知,而不是胡亂猜測。
多份重要抑癌基因(TP53)的複製保護了大象不過,關心大象健康的人太少。
所以,雖然皮託在上世紀70年代就指出了這個問題,但沒有太多人關心。
直到2012年,有三個人因為種種原因將目光聚焦到大象和其他動物患癌一事上。
首先是坦佩亞利桑那州立大學的進化生物學家卡羅·梅利(Carlo Maley),在他前期開展的研究中,他已經發現在非洲象基因組中存在TP53(最重要的抑癌基因)的多個複製,即有多份TP53基因。
然後,鹽湖城猶他大學的兒科腫瘤學家約瑟夫·希夫曼(Joseph Schiffman)在參加一次關於進化論的會議上,第一次聽說了皮託悖論,並認識了梅利,希夫曼很想知道,動物身上的發現是否能對人類患者有用,因為許多兒童腫瘤的發生,就是因為缺失了TP53基因,於是他們兩開始合作,研究成果偏向於在人類中的應用,論文發表在知名醫學期刊JAMA上。不過,他們統計了動物園中死於癌症的大象,其比例大約為3%,是的,大象也患癌,但其比例不高。
圖示:TP53基因,在歷史上一度被誤認為是促進細胞癌變的基因,直到研究人員意識到,正常的TP53基因是最強有力的抑制癌變的基因,而當它突變後,隨著抑制能力的喪失,細胞才發生了癌變。人類腫瘤中至少有一半因為基因突變導致TP53基因喪失功能甚至直接消失,這些腫瘤變得難以治療,無論是對化療還是放療。如果擁有正常的P53基因,在接受化療或放療後,癌細胞就更容易死亡。不幸的是人類只有一對TP53基因,分別來自父母雙方,它位於17號染色體末端。
差不多同時,伊利諾伊州芝加哥大學的進化遺傳學家文森特·林奇(Vincent Lynch)正在準備關於佩託悖論的講座,並想知道可以解釋它的機制。林奇的團隊,則是以動物為核心,他的團隊研究了36種哺乳動物, 從條紋草小鼠到大象 。他們甚至研究了已經絕種的猛獁象,發現在兩種猛獁象中都發現了多達十幾份的TP53基因的複製。
為什麼人類以及很多別的動物,只有一對TP53基因呢?進化生物學家做了一些複雜的模型,最終他們認為,這是因為付出和回報不成比例,抵抗癌症這一屬性消耗的資源,不如投入到後代繁衍上去更有進化上的價值。畢竟個體只是基因製造的一次性用品,夠用就行,悠悠萬事,繁殖為大,在提高抵抗癌症能力和提高繁殖成功率之間進行選擇時,進化只會選擇提高繁殖成功率,只要癌症沒有發展到威脅繁殖成功率的程度,那麼進化並不在乎你是否會痛苦的死於癌症,反正你已經有娃甚至有許多娃,並且把他們養大了,至於你,已經無用了,可以隨手拋棄。
是的,沒有進化的過程,我們無法成為人,但作為具有主觀意識的個體,進化就是最殘酷無情的力量,正如老子所言,天地不仁,以萬物為芻狗。
Abegglen L M, Caulin A F, Chan A, et al. Potential mechanisms for cancer resistance in elephants and comparative cellular response to DNA damage in humans[J]. Jama, 2015, 314(17): 1850-1860.
Sulak, M., Fong, L., Mika, K., Chigurupati, S., Yon, L., Mongan, N.P., Emes, R.D., and Lynch, V.J. (2016). TP53 copy number expansion is associated with the evolution of increased body size and an enhanced DNA damage response in elephants. Elife 5. -
3 # 小股東
Tp53基因是個神奇的基因。最早科學家在一次實驗失誤中發現,給老鼠增加tp53基因反而加速了老鼠的衰老。這也是tp53基因的弊端,但是為什麼大象有那麼多的該基因的複製,20份,但是大象並沒有早衰,而且壽命和人差不多呢?如果給人增加一份複製,是否會早衰?
人類的兒童早衰症是否與tp53相關的基因有關係呢?
回覆列表
現在癌症的死亡率越來越高,有研究發現,體型越大,細胞出錯的機率就會加大,同樣得癌症的機率就會越大。
但是動物中體型超大的大象,卻很少得癌症,這到底是怎麼回事?
一個人由無數個細胞組成,這些細胞相互作用,心臟才能跳動、肌肉才能收縮。
我們可以這樣理解,人體在執行過程中,細胞會更新換代,新的細胞會取代舊的細胞。在這個過程中,難免會出現一些故障,有一些故障就會被轉化為癌症。
動物和人類一樣,也會得癌症。從統計學上來說,體型越大的動物,得癌症的可能性越大。按照這樣的說法,大象得癌症機率高,但事實並不是這樣。
大象和人類一樣能活到70多歲,而且大象體內潛在的癌變細胞,是人類的100倍。但是人類出現癌症的機率是17%,大象卻只有5%。
原來很多動物體內,都有抑癌基因,能夠識別DNA損傷,清除受損細胞。
抑癌基因在人體內只有一份副本,但是大象體內足足有20份抑癌基因,相當於給大象上了20重保險。
不僅如此,大象體內的抑癌基因,還能喚醒一個神奇的殭屍基因,這種基因能夠直接殺死受損的細胞,從源頭抑制癌症的出現。
目前科學家已經投入到抑癌基因的研究,相信在不久的將來,能研製出新的抗癌技術。