Tại sao voi kháng ung thư
Ước tính khoảng 17% số người chết trên thế giới là do ung thư, nhưng dưới 5% voi bị giam giữ – cũng sống trong khoảng 70 năm, và thậm chí có các tế bào ung thư tiềm năng nhiều gấp khoảng 100 lần con người – chết vì căn bệnh này.
Ba năm trước, các nhóm nghiên cứu từ Đại học Chicago và Đại học Utah, làm việc độc lập, bắt đầu làm sáng tỏ lý do tại sao. Họ biết rằng con người, giống như tất cả các loài động vật khác, có một bản sao của gen ức chế khối u p53. Gen này cho phép con người và voi nhận ra hư hại DNA không được sửa chữa, là mầm mống của ung thư. Sau đó, p53 khiến cho những tế bào bị hư hại chết. Tại sao voi kháng ung thư và bí mật của tiến hóa
Tuy nhiên, thật bất ngờ, các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng voi có 20 bản sao p53. Điều này làm cho các tế bào của chúng nhạy cảm hơn với DNA bị tổn thương và nhanh chóng đẩy tế bào đó vào chu trình chết apoptosis.
Trong số ra ngày 14 tháng 8 năm 2018 của tạp chí Cell Reports, nhóm nghiên cứu của Đại học Chicago mô tả yếu tố thứ hai của quá trình này: một gen chống ung thư đã trở lại từ cõi chết.
“Các gen nhân đôi mọi lúc,” Vincent Lynch, phó giáo sư về di truyền học người ở Đại học Chicago và tác giả chủ trì của nghiên cứu cho biết. “Đôi khi chúng mắc sai lầm, tạo ra các phiên bản không chức năng được gọi là pseudogenes (gen giả). Chúng tôi thường gọi những gen này là những gen chết.”
Tuy nhiên, trong khi nghiên cứu p53 ở voi, Lynch và các đồng nghiệp đã tìm thấy một pseudogene trước đây gọi là yếu tố ức chế bạch cầu 6 (leukemia inhibitory factor 6 – LIF6) mà bằng cách nào đó đã tiến hóa đến trạng thái hoạt động. LIF6, trở lại từ cõi chết, đã trở thành một gen hoạt động có ý nghĩa. Chức năng của nó, khi được kích hoạt bởi p53, là để đáp ứng với DNA bị hư hỏng bằng cách giết chết tế bào. Gen LIF6 tạo ra một protein đi đến ti thể, nhà máy năng lượng chính của tế bào. Protein đó chọc thủng lỗ trong ti thể, làm cho tế bào chết.
Cre: Juan Manuel Vazquez/Cell report
“Gen chết này đã trở lại với sự sống. Khi nó được kích hoạt bởi DNA bị hư hỏng (thông qua p53), nó sẽ tiêu diệt tế bào đó một cách nhanh chóng. Giết chết tế bào đột biến có thể ngăn ngừa ung thư xuất hiện sau đó,” Lynch nói.
Voi có tám gen LIF, nhưng chỉ LIF6 được biết là có chức năng. Mặc dù mới được mô tả gần đây nhưng dường như nó đã có ích với voi và họ hàng của chúng trong một thời gian dài. Tại sao voi kháng ung thư và bí mật của tiến hóa
“Chúng tôi có thể sử dụng các thủ thuật tiến hóa để cố gắng tìm hiểu khi gen chết này trở nên có chức năng trở lại,” Lynch nói. Nó dường như đã xuất hiện vào khoảng thời gian mà các mẫu hóa thạch chỉ ra rằng tổ tiên kích thước nhỏ của những voi ngày nay bắt đầu phát triển kích cỡ lớn hơn. Điều này bắt đầu khoảng 25 đến 30 triệu năm trước. Phương pháp ức chế ung thư bổ sung này có thể là yếu tố then chốt cho phép tăng trưởng đến một kích cỡ rất lớn, và cuối cùng dẫn đến voi hiện đại. Tại sao voi kháng ung thư và bí mật của tiến hóa
Có những lợi ích đáng kể và lâu dài khi có được kích cỡ lớn. Động vật nhỏ, ví dụ – chuột, sóc, con nhím – bị ăn thịt trong từng giai đoạn lịch sử, chủ yếu là do động vật lớn hơn. Nhưng “nếu bạn to lớn, chẳng hạn như voi hay cá voi, không có gì gây rối với bạn”, Lynch nói. Tại sao voi kháng ung thư và bí mật của tiến hóa
Tuy nhiên cũng có sự bù trừ. Động vật lớn hơn có nhiều tế bào hơn, và chúng có xu hướng sống lâu hơn, có nghĩa là có thêm thời gian và cơ hội để tích lũy đột biến gây ung thư. Khi các tế bào đó phân chia, DNA của chúng tạo ra các bản sao của chính nó. Nhưng những bản sao đó không khớp với bản gốc. Lỗi xuất hiện nhiều và quá trình sửa chữa không thể bắt kịp.
“Các động vật lớn, sống lâu phải phát triển các cơ chế mạnh mẽ để ngăn chặn hoặc loại bỏ các tế bào ung thư để sống lâu, và đạt đến kích cỡ trưởng thành”, đồng tác giả nghiên cứu Juan Manuel Vazquez, một tiến sĩ tại Phòng thí nghiệm Lynch.
Những con vật to lớn này có tỷ lệ phát triển tế bào ung thư cao hơn. Điều này cũng có thể xảy ra ở quy mô nhỏ hơn. Ví dụ, con người cao hơn có tỷ lệ mắc bệnh ung thư cao hơn một chút so với những người có kích thước trung bình, và những người ngắn hơn có khuynh hướng giảm nguy cơ mắc bệnh ung thư.
LIF6, theo các tác giả nghiên cứu, “đôi khi đã được khôi phục trước cả thời điểm xuất hiện nhu cầu duy trì một cơ thể lớn hơ.” Nó giúp cho sự tăng trưởng của động vật có kích thước của một con nhím 10 pound thành những sinh vật khổng lồ có thể nặng hơn 15.000 pound. Nó được xem là “nguồn gốc của các sinh vật lớn”, các tác giả lưu ý, “nhưng chưa đủ.”
Tuy nhiên, chính xác cách mà LIF6 gây ra hiện tượng apoptosis vẫn chưa rõ ràng. Đây sẽ là “trọng tâm của các nghiên cứu sắp tới”, các tác giả viết.
Theo Science Daily
Iceberg (dịch)
tapchisinhhoc.com
