Εγκαταλελειμμένο γονίδιο ενεργοποιήθηκε ξανά και προστατεύει τους ελέφαντες από τον καρκίνο

Ένα εγκαταλελειμμένο γονίδιο που ξαναπόκτησε στην εξελικτική πορεία τη λειτουργικότητά του και συμβάλει στην ανθεκτικότητα των ελεφάντων στον καρκίνο αποκάλυψαν ερευνητές από το Πανεπιστήμιο του Σικάγο σε πρόσφατη δημοσίευσή τους στο περιοδικό Cell Reports.

Το αίνιγμα γιατί οι ελέφαντες εμφανίζουν σπάνια καρκίνο παρόλη τη μεγάλη μάζα κυττάρων που διαθέτουν απασχολεί χρόνια τους ερευνητές. Το πρόβλημα διατυπώθηκε σαφώς το 1970 από τον Richard Peto, ο οποίος παρατήρησε πως παρόλο που μέσα στο ίδιο είδος όσο περισσότερη μάζα έχει ένας οργανισμός τόσο περισσότερες πιθανότητες υπάρχουν για να αναπτυχθεί καρκίνος, δεν ισχύει το ίδιο για οργανισμούς που ανήκουν σε διαφορετικά είδη, όπως ο άνθρωπος με τον ελέφαντα. Το παράδοξο του Peto (Peto’s paradox) όπως ονομάστηκε, παραμένει άλυτο μέχρι και σήμερα, παρόλο που οι επιστήμονες αρχίζουν και προσεγγίζουν κάποιες πιθανές λύσεις.

Μία από αυτές τις λύσεις θα μπορούσε να είναι η ύπαρξη γονιδίων σε μεγάλα ζώα όπως ο ελέφαντας, τα οποία δεν υπάρχουν σε μικρότερα θηλαστικά. Μία τέτοια περίπτωση φαίνεται πως βρήκαν οι ερευνητές από τις ΗΠΑ. O μεταγραφικός παράγοντας LIF μπορεί να λειτουργήσει είτε κατασταλτικά απέναντι σε όγκους κυττάρων είτε ευνοϊκά ως προς την ανάπτυξη των όγκων αυτών. Οι ερευνητές έψαξαν στο γονιδίωμα 53 θηλαστικών για ψευδογονίδια του LIF, δηλαδή για γονίδια που έχουν χάσει τη λειτουργικότητά τους κατά τη διάρκεια της εξελικτικής διαδικασίας. Σχεδόν όλα τα θηλαστικά είχαν ένα μοναδικό γονίδιο LIF, εκτός από τρία είδη τα οποία 7-11 επιπλέον αντίγραφα του γονιδίου LIF. Ανάμεσα σε αυτά τα είδη, είναι και ο αφρικανικός ελέφαντας. «Τα γονίδια διπλασιάζονται συχνά. Μερικές φορές αντιγράφονται λανθασμένα, και παράγουν μη λειτουργικές εκδοχές που ονομάζονται ψευδογονίδια. Συχνά τα αναφέρουμε ως νεκρά γονίδια», σημείωσε ο καθηγητής Vincent Lynch στην ιστοσελίδα του Πανεπιστημίου του Σικάγο.

Για να διερευνήσουν εάν αυτά τα αντίγραφα του γονιδίου LIF (ψευδογονίδια) εκφράζουν κάποια πρωτεΐνη, οι ερευνητές αλληλούχισαν το RNA των κυττάρων αυτών των ειδών χρησιμοποιώντας την τεχνική RNA-seq, η οποία εντοπίζει και αλληλουχεί τα προϊόντα όλων των γονιδίων σε μια δεδομένη χρονική στιγμή. Με έκπληξη βρήκαν πως το ψευδογονίδιο LIF6 εκφραζόταν σε κάποια κύτταρα του ελέφαντα. Υπερεκφράζοντας το γονίδιο αυτό σε κυτταρικές καλλιέργειες, οι ερευνητές διαπίστωσαν πως το LIF6 επάγει την απόπτωση των κυττάρων, δηλαδή τον θάνατό τους. Επίσης, βρήκαν πως σε περίπτωση βλάβης του DNA η έκφραση του γονιδίου αυξάνεται προκαλώντας πάλι απόπτωση. Το LIF6 κωδικοποιεί μια πρωτεΐνη η οποία μεταφέρεται στα μιτοχόνδρια, που είναι η ενεργειακή μηχανή του κυττάρου, και προκαλεί βλάβες σε αυτά οδηγώντας το κύτταρο στο θάνατο. «Αυτό το νεκρό γονίδιο επανήλθε στη ζωή. Όταν ενεργοποιείται από μία βλάβη του DNA, σκοτώνει το κύτταρο γρήγορα. Αυτό είναι ευεργετικό, επειδή ο οργανισμός απαλλάσσεται από ένα κύτταρο το οποίο μπορεί να είναι η αφορμή εμφάνισης ενός καρκίνου», συμπληρώνει ο καθηγητής Vincent Lynch.

Οι επιστήμονες υποθέτουν πως το γονίδιο αυτό έδωσε την ευκαιρία στους ελέφαντες να αποκτούν τόσο μεγάλο μέγεθος, και άρα άρχισε να λειτουργεί πριν ο ελέφαντας πάρει το σημερινό γνώριμο μέγεθος. Οι ερευνητές της ομάδας θα εστιάσουν τώρα στο σηματοδοτικό μονοπάτι που εμπλέκεται ο μεταγραφικός παράγοντας LIF6, για να καταλάβουν με ποιον τρόπο το γονίδιο επάγει την απόπτωση.

Πηγή: University of Chicago News

Περισσότερα στη δημοσίευση: A Zombie LIF Gene in Elephants Is Upregulated by TP53 to Induce Apoptosis in Response to DNA Damage. Cell Reports, 2018