Šunų sarkomos ląstelės paverstos nepriklausomais parazitais prieš 11 tūkst. Metų • Elena Naimarkas • Mokslinės naujienos apie "Elementus" • Parazitologija, imunologija, mikrobiologija, genetika

Šunų sarkomos ląstelės paverstos nepriklausomais parazitais prieš 11 tūkst. Metų

Pav. 1. Seniausia šuns kaukolė, kuri randama Altajaus plėšikų oloje. Rasti amžius yra apie 33 tūkstančius metų; tačiau ankstyvojo laiko šunys greičiausiai nepaliko palikuonių, o po ledynų žmonės prijaukino kitus šunis, kurie sukūrė šuns sarkomą. Nuotrauka iš straipsnio N. Ovodov ir kt. 2011. 33000 metų senumo Altajaus kalnų Sibiro: neįgalūs paskutinio ledyno didžiausias

Testavimas transmisinės veninės sarkomos (FA) šunims tęsiasi – labiausiai įdomus atvejis, kai daugiasluoksnis audinys transformuojasi į vienarūšius parazitus. Pasirodo, FA ląstelės tapo nepriklausomos ir tapo patogeniniais parazitais, kurie per lytinius santykius perduodami iš vieno šuns į kitą. Ši parazitinė ląstelių linija buvo suformuota, atsižvelgiant į atnaujintus skaičiavimus, prieš 11 tūkst. Metų šunų prieglobstyje. Taigi FA yra seniausia ląstelių kultūra; tai yra pirmojo sergančio šuns genoma, nors praeityje jo genai patyrė stiprų mutacijų pokyčius. Maždaug 10 tūkstančių baltymų koduojančių genų yra bent viena mutacija, šiame genome randama 1,9 mln. Nukleotidų pakaitalų. Tačiau net su tokia mutacine apkrova ląstelių kultūra TVS ir toliau egzistuoja, parodydama nuostabų pasipriešinimą.Analizuojant TVS genus, galite parašyti portretą pirmosios transmisinės sarkomos, kuri yra senovinių šunų atstovė, transkripcijos.

Transmisinė venų sarkoma šunims (TVS) pirmą kartą buvo aprašyta M. A. Novinskio pabaigoje XIX a. Paprastai navikai vystosi šunų lyties organų srityje, retai metastazuojasi; Šuo serga kelis mėnesius, tada daugeliu atvejų jis atsigauna, įgijęs imunitetą. Ši liga dažniausiai lytiniu būdu perduodama (vadinasi, "venerinės sarkomos" sąvoka). 2006 m. Buvo paskelbti ląstelių TVS genomo tyrimo rezultatai, o šie rezultatai buvo visiškai netikėti. Tada mokslininkai nustatė, kad sarkomos ląstelės nėra regeneruojamos sergančių šunų ląstelės, bet iš tikrųjų yra senosios šios ligos ląstelės ląstelės. Taigi, nuostabi TVS istorija yra tokia: kai vėžinės ląstelės kažkaip tapo nepriklausomos, tampa vienarūšiais parazitais. Nuo to laiko jie keliauja iš vieno šuns į kitą, gyvūnai perduoda juos lytinių santykių metu. Vienintelė parazitinė ląstelė yra pakankama, kad prasidėtų skausmingas audinių augimas.Šie parazitiniai ląstelės apeina imuninę gynybą, sumažinant pagrindinio histosompatijos komplekso genų ekspresiją. Todėl imuninė sistema nedelsiant nepripažįsta priešų, jos apsauginiai veiksmai atidedami keletą mėnesių. Taigi užsikrėtusiems šunims yra pakankamai laiko perkelti ląstelių ląstelę į kitą nukentėjusįjį.

Taigi, kuro rinkinys yra daugelio elementų organizmo ląstelių, naudojančių savo "teisę į apsisprendimą", pavyzdys ir grįžta į savo pirminę vienakūnių egzistavimą. Tačiau ši revoliucija neleido jiems iš tiesų laisvos, nes jos pritaikytos parazitiniam gyvenimo būdui ir negali egzistuoti ne gyvūnui; be to, jie prarado sugebėjimą seksualiai reprodukcijai. Tai reiškia, kad FA ląstelės yra klonas, seniausia žinoma mums žinoma žinduolių ląstelių kultūra, kuri reikalauja nuolatinio persodinimo. Be to, tai senovinių šunų ląstelės, išsaugotos, tačiau ne super šaldytuvuose ir labai pasikeitė, bet gyvi. Šio nuostabaus klono tyrimas gali daug atsiskleisti tiek vėžio gydymo srityje, tiek daugelio ląstelių organizmų evoliucijoje, taip pat šunų prijaukinimo istorijoje.Taigi šios ligos iš privačių veterinarinių klausimų tyrimas persikėlė į pažengusį biologijos mokslo priekį.

Kembridžo universiteto Veterinarijos departamento, kuriame dalyvavo Robinas A. Weissas, tarptautinė mokslininkų grupė, kurią atstovauja Elizabethas Murchisonas iš Sengerio instituto ir Davidas C. Wedge, tyrimas skirtas sukauptam mutacijos svoriui įvertinti sarkomos ląstelės per savo egzistavimą ir, lygiagrečiai, pažintys. Dėl to mokslininkai ištyrė dviejų kuro rinkinių genomus – vieną iš jų buvo paimta iš Australijos mongrelio, kita – iš Brazilijos kokerspanielių (taip pat buvo skaitomos ligonių šeimininkų genomai). Dėl šio geografinio atstumo tiesioginis ląstelių perkėlimas iš vieno šuns į kitą yra visiškai neįtrauktas.

TVS ląstelėse yra 57-58 chromosomos (TVC chromosomos gali būti nuo 57 iki 64, dauguma jų yra diploidinės), o šunų ląstelėse yra 78 chromosomos (2 pav.). Didelė dalis homozigotinių sklypų. Išskirtas didžiulis įterpimų, ištrynimų ir permutacijų skaičius kuro rinklių chromosomose: daugiau nei 2000 struktūrinių pokyčių, bendrų abiejų kuro rinkinių, ir daugybė unikalių kiekvienam.Bendras nukleotidų pakaitalų, kurie yra unikalūs kuro surinkimui (ty nėra šunims ir vilkams), skaičius yra milžiniškas – 1,9 mln. SNP. Iš jų apie 5% buvo rasta tik viename iš TVS variantų, ty tai yra mutacijos, kurias Brazilijos ir Australijos FA linijos įgijo po jų skirtumų. Mokslininkai apskaičiavo, kad daugiau nei 10 000 TVS genų turi bent vieną ne sinonimų pakaitalą; apie 2,8% (t.y., 647) baltymo koduojančių genų šunims pasirodė nereikalingi ir jie buvo prarasti dėl sarkomos ląstelių. Visa tai liudija aukščiausią mutacinę parazitinių ląstelių apkrovą.

Pav. 2 Normalus šunų metafazinės chromosomos (kairėje) ir TVS (dešinėje): kariotijos nustatymas fluorescencine hibridizacija. Kūno rinklių chromosomų masinė reorganizacija, palyginti su šunimis, yra aiškiai matoma, nors išlieka daug panašių vietų. Paveikslėlis iš aptariamo straipsnio Mokslas

Dėl tokio didelio mutacijų kintamumo stebina, kad nebuvo nustatytas intrakloninis kintamumas. Visi šunų sarkomos ląstelės turi panašų genomą. Priešingai, žmogaus vėžio formose yra subklonai – ląstelių linijos su šiek tiek skirtingomis genomais.Manoma, kad žmogaus navikose yra greitas ląstelių linijų pasirinkimas su skirtingomis mutacijomis; ir šunyse, matyt, šis pasirinkimas nevyksta. Kodėl tai taip nežinoma, tačiau liga turi labai stabilių simptomų, kaip tai išplaukia iš Novinsky įrašų XIX a. Pabaigoje.

Dėl ultravioletinių spindulių susidaro apie 40% parazitinių ląstelių mutacijų: tai buvo vertinama pagal būdingų pakeitimų "tiočio citozino" dalį, kuri būdinga nukleotidų UV apšvitai. Tai yra tokio pobūdžio mutacija, kuri iki šiol buvo naudojama kurui surinkti. Žmogaus vėžio atvejų dažnumas citozino-timino mutacijų pakaitalų, priklausomai nuo paciento amžiaus, buvo gerai ištirtas. Šie koeficientai buvo naudojami kuro rinkinių amžiui apskaičiuoti, lyginant su atitinkamomis kuro sąrankų pakaitomis; Kaip rezultatas, klono amžius buvo apie 11 tūkstančių metų. Prieš 500 metų Australijos ir Brazilijos sarkomos linijos buvo padalintos. Tyrimo autoriai pažymi, kad tai yra orientacinis vertinimas, nes šunų sarkoma pagrindinė priklausomybė gali skirtis nuo žmogaus variantų, tai yra įmanoma ir audinių specifinis kintamumas, taip pat negalima atmesti chronologinio mutacijos proceso pažeidimų.Tačiau šis amžius yra 11 tūkstančių metų (dėl ginčų, susijusių su šunų prijaukinimo amžiumi, žr., Pavyzdžiui, ištrauka iš A. N. Vlasenko pranešimo " Canis familiaris?) – sutampa su ankstyvuoju prieglobstymo laikotarpiu ir šunų gyvenimo ir įvairinimo pradžia. Kaip galima spręsti dėl didelio homozigotumo laipsnio, TVS kilęs iš tėvų, gyvenusių mažoje izoliuotoje giminių grupėje prieš įvairaus tipo veislių atsiradimą.

Iš išsamios TVS genų analizės atsiranda šio senojo šuns portretas, atsirandantis iš sarkomos, pirmą kartą perduodamas savo defektus ląsteles. Tai buvo gana didelis šunys, panašus į vilkų, trumpų plaukų, juodos arba tamsiai rudos spalvos (agouti spalvos), stačios ausys ir pailgi snukis. Iš šiuolaikinių veislių genų kompozicijos požiūriu buvo arčiausiai senųjų veislių atstovai – Sibiro husky, malamutas, Šar Pei, Chow-Chow ir Akita (3 pav.).

Pav. 3 Mokslininkai palygino 23 782 polimorfines loci, žinomas 86 skirtingų veislių šunų, vilkų ir coyote'ų, su dviem FA, nustatymu. Seniausia uoliena natūraliai pasirodė arčiausiai FA. Parodyta šių veislių atstovų išvaizda (iš apačios į viršų): Akita, Chow Chow, Dingo, Shar Pei, TVS protėvis, Malamutas ir Sibiro Husky. Nuotrauka iš santraukos iki aptariamo straipsnio Mokslas

Vėžinių ląstelių transformavimas į vienarūšius parazitus įvyko nedidelėje izoliuotoje pirmųjų prijaukintų šunų populiacijoje. Jei šunų skaičius išliktų mažas ir jų įvairovė nepadidėjo, tokia liga sergantis gyventojas greitai išnyks. Išgyvenimą taip pat palengvino tai, kad sarkomai nėra lytinio dauginimo, o jo skirtingos linijos nekeičia genų. Jo prisitaikymo priemonės arsenale reiškia tik mutacijų kintamumą. Priešingai, šunys skatina greitą įgytų atsparumo genų keitimą, vis daugiau gyventojų prisitaikė greičiau nei parazitas, padidino jo virulentiškumą. Ir šunys išgyveno.

Atrodo, kad liūdesio likimas laukia Tasmanio velnio, kurio populiacijose jau yra pernešamas veido navikas (taip pat žr. Velnio veido naviko liga). Ši liga buvo aprašyta 1996 m., Tačiau iki šiol buvo paveikta apie 50% velnio gyventojų. Veido navikas perduodamas, kaip ir FA atveju, pirmojo sergančio gyvūno regeneruotomis ląstelėmis ir visais atvejais yra mirtinas.Iš Tasmanijos velnias gyventojų yra gana mažas, jo asortimentas yra labai ribotas, todėl natūraliai Tasmanijos velnias neturi laiko kurti apsaugą nuo šios ligos. Mokslininkai prognozuoja, kad iki XXI amžiaus vidurio ši rūšis išnyks.

Šaltiniai:
1) Elizabeth P. Murchison ir kt. Perduodamas šunų vėžio genomas atskleidžia Mokslas. 2014. V. 343. P. 437-440.
2) Heidi G. Parkeris ir Elaine A. Ostranderis, plaukiojantys į šlaitą – senovės šuo šiuolaikiniame pasaulyje // Mokslas. 2014. V. 343. P. 376. – Santrauka aptariamam straipsniui.

Taip pat žiūrėkite:
Elžbieta Murchison: Kova užkrečiama vėžiu – paskaitą apie užkrečiamųjų velnias Veido navikas ir šunys TVS apie TED.com svetainėje.

Elena Naimark


Like this post? Please share to your friends:
Parašykite komentarą

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