癌癥號(hào)稱人類“頭號(hào)殺手”，每年都會(huì)奪去近千萬人的生命。研究顯示，年齡和體重是癌癥高發(fā)的危險(xiǎn)因素。這意味著鯨魚——這種地球上體型最大和壽命最長(zhǎng)的動(dòng)物，應(yīng)該飽受癌癥的困擾。
恰恰相反，鯨魚和大象等哺乳動(dòng)物極少罹患癌癥，鳥類也同樣如此。為了破解這個(gè)謎團(tuán)，來自美國(guó)亞利桑那州立大學(xué)，荷蘭格羅寧根大學(xué)，馬薩諸塞州沿海研究中心和全球其他九所院校的科學(xué)家研究了包括鯨魚和海豚在內(nèi)的多種哺乳動(dòng)物，結(jié)果顯示座頭鯨等九種鯨類的基因組具有獨(dú)特的癌癥免疫機(jī)制。
癌癥是體細(xì)胞進(jìn)化驅(qū)動(dòng)的結(jié)果，按理來說，生物體的壽命越長(zhǎng)，細(xì)胞分裂就越多，后代細(xì)胞基因組中發(fā)生致癌突變的可能性就越大。另一方面，體型較大的生物包含的細(xì)胞較多，這同樣會(huì)增加細(xì)胞變異導(dǎo)致癌癥的幾率，但在自然界中，癌癥發(fā)病率與動(dòng)物的體型或年齡關(guān)系卻并不大——這種現(xiàn)象被稱為佩托悖論(Peto's Paradox)。
研究人員從一頭名為Salt的成年雌性座頭鯨身上提取皮膚樣本，對(duì)其基因組進(jìn)行測(cè)序，生成近20億個(gè)短序列，然后將這些序列重新組合成一個(gè)包含27億個(gè)堿基對(duì)的基因組裝配體。除此之外，科學(xué)家還測(cè)序了RNA，以提供基因在基因組中的精確坐標(biāo)。
與其他哺乳動(dòng)物的基因組進(jìn)行比較后，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)鯨魚基因組的某些對(duì)正常細(xì)胞功能至關(guān)重要的部分——包括控制細(xì)胞周期，細(xì)胞增殖和DNA修復(fù)的基因比其他哺乳動(dòng)物進(jìn)化得更快。而在人類體內(nèi)，這類基因多由突變產(chǎn)生。
團(tuán)隊(duì)領(lǐng)導(dǎo)者M(jìn)arc Tollis解釋說，這表明鯨魚在哺乳動(dòng)物中是獨(dú)一無二的——它們進(jìn)化出能夠預(yù)防癌癥的“管家”基因以適應(yīng)巨大體型的需求。此外鯨魚基因組中累積的DNA突變數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于其他哺乳動(dòng)物，表明它們的突變率較低，能有效限制體細(xì)胞癌變。
此前亞利桑那州立大學(xué)團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)另一種大型哺乳動(dòng)物——大象通過不同的機(jī)制獲得免疫癌癥的效果，而對(duì)恐龍化石的研究表明，地球有史以來出現(xiàn)過的最大生物可能同樣具備癌癥抑制基因。
研究人員表示，下一步將利用鯨細(xì)胞做實(shí)驗(yàn)，以更好地了解其癌癥抑制表型，為基因組研究結(jié)果提供功能驗(yàn)證，這將是鯨魚衍生的人類抗癌藥物的第一步。
也許未來某一天，科學(xué)家對(duì)鯨魚基因的研究能終結(jié)癌癥對(duì)人類的威脅！
該研究發(fā)表于《分子生物學(xué)和進(jìn)化》期刊
宇宙V往事-專注科學(xué)科普
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