Sel sarkoma anjing berubah menjadi parasit bebas 11 ribu tahun yang lalu • Elena Naimark • Berita sains mengenai "Unsur" • Parasitologi, Imunologi, Mikrobiologi, Genetik

Sel-sel sarcoma anjing berubah menjadi parasit bebas 11 ribu tahun dahulu

Rajah. 1. Tengkorak anjing tertua yang terdapat di Gua Perompak di Altai. Umur temuannya adalah sekitar 33 ribu tahun; Walau bagaimanapun, anjing-anjing zaman pra-rajah kemungkinan besar tidak meninggalkan keturunan, dan orang-orang pasca glasier membiakkan anjing lain, yang mengembangkan sarcoma anjing. Gambar dari artikel N. Ovodov et al. 2011. Anjing 33000 Tahun Lama Pergunungan Altai di Siberia: Orang Kurang Upaya oleh Maksimum Glasial Terakhir

Kajian sarcoma venereal (FA) yang boleh ditularkan terus menerus – satu kes yang paling menarik dari transformasi tisu multiselular ke parasit uniselular. Sel-sel FA, seperti yang ternyata, mendapat kemerdekaan dan menjadi parasit patogen yang dipindahkan dari satu anjing ke yang lain semasa hubungan seksual. Barisan sel parasit ini dibentuk, mengikut pengiraan yang dikemaskini, 11 ribu tahun yang lalu, pada awal pembentukan anjing. Oleh itu, FA adalah budaya sel tertua; ia menanggung genom anjing pertama yang sakit, walaupun pada masa lalu gennya telah mengalami perubahan mutasi yang kuat. Sekitar 10 ribu gen pengkodan protein mengandungi sekurang-kurangnya satu mutasi, 1.9 juta penggantian nukleotida ditemui dalam genom ini. Bagaimanapun, walaupun dengan beban mutasi itu, TVS kultur sel terus wujud, menunjukkan rintangan yang luar biasa.Analisa gen TVS membolehkan anda melukis potret pembawa pertama sarcoma yang dapat ditularkan, wakil anjing domestik purba.

Sarkoma venereal yang boleh ditularkan anjing (TVS) pertama kali diterangkan pada akhir abad ke-19 oleh M. A. Novinsky. Tumor biasanya berkembang di kawasan genital anjing, jarang metastasize; Anjing itu sakit selama beberapa bulan, maka dalam kebanyakan kes ia pulih, memperoleh imuniti. Penyakit ini paling sering ditularkan secara seksual (oleh itu istilah "sarcoma venereal"). Pada tahun 2006, hasil kajian genom sel TVS diterbitkan, dan keputusan ini tidak dijangka sepenuhnya. Para saintis kemudiannya mendapati sel-sel sarcoma bukanlah sel-sel semula anjing-anjing yang telah diregangkan, tetapi sebenarnya sel-sel pembawa purba penyakit ini. Oleh itu, kisah TVS yang menakjubkan diperolehi: apabila sel-sel kanser entah bagaimana menjadi bebas, berubah menjadi parasit uniselular. Sejak itu, mereka bergerak dari satu anjing ke yang lain, haiwan menghantarnya semasa hubungan seksual. Sel tunggal parasit cukup untuk memulakan pertumbuhan tisu yang menyakitkan.Sel-sel parasit ini memintas pertahanan imun, mengurangkan ekspresi gen kompleks histokompatibiliti utama. Oleh itu, sistem kekebalan tubuh tidak segera mengenali musuh, tindakan pelindungnya ditangguhkan selama beberapa bulan. Jadi anjing yang dijangkiti mempunyai masa yang cukup untuk memindahkan sel penyakit kepada mangsa seterusnya.

Oleh itu, perhimpunan bahan api adalah contoh sel organisma multiselular yang telah menyedari "hak untuk penentuan nasib sendiri" dan telah kembali ke kewujudan sel tunggal asalnya. Tetapi revolusi ini tidak menjadikan mereka benar-benar bebas, kerana mereka menyesuaikan diri dengan cara hidup parasit dan tidak boleh wujud di luar haiwan; Di samping itu, mereka telah kehilangan keupayaan untuk pembiakan seksual. Iaitu, sel FA adalah klon, budaya sel mamalia tertua yang diketahui oleh kami, yang memerlukan penyebaran berterusan. Di samping itu, ini adalah sel-sel anjing kuno, yang dipelihara, bagaimanapun, tidak dalam peti sejuk super dan banyak berubah, tetapi hidup. Kajian klon yang hebat ini boleh banyak mendedahkan kedua-duanya dalam bidang rawatan kanser, dan dalam evolusi organisma multiselular, serta dalam sejarah pembiakan anjing.Jadi kajian penyakit ini dari isu-isu veterinar swasta telah berpindah ke bahagian hadapan sains biologi.

Satu kajian baru oleh pasukan saintis antarabangsa yang diwakili oleh Elizabeth Murchison dari Institut Senger dan David C. Wedge dari Jabatan Veterinar Universiti Cambridge, dengan penyertaan Robin A. Weiss, didedikasikan untuk menganggarkan berat mutasi yang telah dikumpulkan sel-sel sarcoma semasa kewujudannya, dan, secara selari, kencannya. Untuk ini, saintis menganalisis genom dua perhimpunan bahan api – satu diambil dari kumbang Australia, dan yang lain – dari Cocker Spaniel dari Brazil (genom tuan rumah yang sakit juga dibaca). Oleh kerana jarak geografi ini, pemindahan langsung sel dari satu anjing ke yang lain benar-benar dikecualikan.

Sel TVS membawa 57-58 kromosom (kromosom TVC boleh dari 57 ke 64, dan kebanyakannya diploid), manakala sel anjing membawa 78 kromosom (Rajah 2). Sebahagian besar plot homozygous. Sebilangan besar penyisipan, penghapusan, dan permutasi dalam kromosom perhimpunan bahan api telah ditemui: lebih daripada 2000 perubahan struktur yang sama kepada perhimpunan bahan api, ditambah dengan bilangan yang unik untuk setiap satu.Jumlah penggantian nukleotida yang unik untuk perhimpunan bahan api (iaitu, tidak terdapat dalam anjing dan serigala) adalah sangat besar – 1.9 juta SNP. Daripada jumlah ini, kira-kira 5% didapati hanya dalam satu varian pemasangan bahan api, iaitu, mutasi yang diperoleh oleh syarikat Brazil dan Australia FA selepas perbezaannya. Para saintis menganggarkan bahawa lebih daripada 10,000 gen TVS membawa sekurang-kurangnya satu penggantian bukan sinonim; kira-kira 2.8% (iaitu, 647) daripada protein pengekodan gen pada anjing ternyata tidak perlu dan hilang sel-sel sarkoma. Semua ini memberi keterangan kepada beban mutasi paras paras tertinggi.

Rajah. 2 Kromosom metaphase anjing biasa (di sebelah kiri) dan TVS (di sebelah kanan): penentuan karyotype oleh hibridisasi pendarfluor. Penyusunan semula secara besar-besaran kromosom perhimpunan bahan bakar berbanding dengan anjing kelihatan jelas, walaupun banyak tapak yang serupa tetap. Gambar dari artikel dibincangkan di Sains

Dengan variasi mutasi yang tinggi, adalah mengejutkan bahawa tiada variasi intraklonal telah dijumpai. Semua sel-sel sarnat anjing mempunyai genom yang serupa. Sebaliknya, dalam kanser manusia terdapat subkeleton – garisan sel dengan genom yang sedikit berbeza.Adalah dipercayai bahawa dalam tumor manusia terdapat pemilihan sel-sel sel yang cepat dengan mutasi yang berlainan; dan pada anjing, nampaknya pemilihan ini tidak pergi. Kenapa ini tidak diketahui, tetapi penyakit ini mempunyai gejala yang sangat stabil, seperti berikut dari catatan Novinsky pada akhir abad ke-19.

Kira-kira 40% daripada mutasi sel-sel parasit diperolehi akibat penyinaran ultraviolet: ini dinilai berdasarkan perkadaran penggantian ciri-ciri "sitosin untuk timin", yang secara khusus berlaku semasa penyinaran nukleotida UV. Ia adalah jenis mutasi yang digunakan untuk menentukan kemunculan pemasangan bahan api. Bagi kanser manusia, kekerapan penggantian mutasi cytosine-thymine, bergantung pada usia pesakit, telah dipelajari dengan baik. Pekali ini digunakan untuk mengira umur perhimpunan bahan api, dengan menggantikan persamaan bilangan penggantian yang sepadan dalam perhimpunan bahan api; Akibatnya, umur klon itu adalah kira-kira 11 ribu tahun. Kira-kira 500 tahun lalu, garisan sarkoma Australia dan Brazil dibahagikan. Para penulis kajian menyatakan bahawa ini adalah penilaian indikatif, kerana dalam sarcoma anjing, pergantungan asas mungkin berbeza daripada variasi manusia, yang mungkin dan variasi khusus tisu, dan ketidakteraturan kronologi proses mutasi tidak dikecualikan.Walau bagaimanapun, umur ini adalah 11 ribu tahun (untuk pertikaian mengenai umur pemburuan anjing, lihat, sebagai contoh, petikan daripada laporan A. N. Vlasenko " Canis familiaris? ") – bertepatan dengan tempoh permulaan awal dan permulaan penyelesaian dan kepelbagaian anjing. Seperti yang boleh diadili oleh tahap homozygositi yang tinggi, TVS berasal dari leluhur, yang tinggal di kalangan saudara sekelompok kecil yang terpencil sebelum munculnya pelbagai baka.

Dari analisis terperinci gen TVS, potret anjing kuno yang muncul dari sarkoma, yang pertama menularkan sel yang cacatnya, muncul. Ia adalah anjing yang agak besar, mirip dengan serigala, dengan rambut pendek, hitam atau coklat gelap (warna agouti), telinga yang ereksi dan muncung memanjang. Daripada baka moden, perwakilan baka lama, Siberian Husky, Malamute, Shar Pei, Chow-Chow dan Akita, adalah yang paling hampir dengannya dari segi komposisi gen (Rajah 3).

Rajah. 3 Untuk menentukan lokasi leluhur perhimpunan bahan api pada pokok filogenetik, para saintis membandingkan 23,782 loci polimorfik, yang dikenali dalam 86 jenis anjing, serigala dan coyote yang berlainan, dengan dua buah FA. Batu-batu tertua secara semula jadi ternyata paling dekat dengan FA. Kemunculan wakil baka ini ditunjukkan (bawah atas): Akita, Chow Chow, Dingo, Shar Pei, nenek moyang TVS, Malamute dan Husky Siberia. Gambar dari sinopsis kepada artikel yang dibincangkan di Sains

Transformasi sel-sel kanser ke parasit uniselular berlaku dalam populasi terpencil yang kecil dari anjing peliharaan yang pertama. Sekiranya bilangan anjing kekal rendah dan jika kepelbagaian mereka tidak meningkat, penduduk dengan penyakit sedemikian cepat mati. Survival juga difasilitasi oleh fakta bahawa sarkoma tidak mempunyai pembiakan seksual, dan garis yang berbeza tidak menukar gen. Dalam senjata penyesuaiannya bermakna hanya variasi mutasi. Pada anjing, sebaliknya, pembiakan seksual mempromosikan pertukaran pesat gen rintangan yang diperolehi, penduduk dengan jumlah yang semakin banyak disesuaikan dengan cepat daripada parasit meningkatkan keabadiannya. Dan anjing itu selamat.

Nasib yang menyedihkan seolah-olah menanti syaitan Tasmania, di mana populasi tumor wajah yang kini boleh menyebar (lihat juga penyakit tumor muka Devil). Penyakit ini diterangkan pada tahun 1996, tetapi setakat ini kira-kira 50% penduduk syaitan telah terjejas. Tumor muka dipindahkan, seperti dalam kes FA, oleh sel-sel yang diperbaharui dari haiwan berpenyakit pertama, dan dalam semua keadaan, ia adalah maut.Penduduk setan Tasmania cukup kecil, jangkauannya sangat terbatas, jadi secara alami iblis Tasmania tidak akan punya waktu untuk melakukan pertahanan terhadap penyakit ini. Para saintis menganggarkan bahawa pada pertengahan abad XXI, spesies ini akan pupus.

Sumber:
1) Elizabeth P. Murchison et al. Genome Cancer Dog yang Dihantar Sains. 2014. V. 343. P. 437-440.
2) Heidi G. Parker dan Elaine A. Ostrander Menyembunyikan di Plain View – Ancient Ancient in the Modern World // Sains. 2014. V. 343. P. 376. – Sinopsis untuk artikel yang dibincangkan.

Lihat juga:
Elizabeth Murchison: Melawan Kanser Berjangkit – satu ceramah mengenai tumor muka yang boleh ditanggalkan syaitan Tasmania dan pada anjing TVS di TED.com.

Elena Naimark


Like this post? Please share to your friends:
Tinggalkan Balasan

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: