Köpek sarkom hücreleri 11 bin yıl önce bağımsız parazitlere dönüştü • Elena Naimark • Bilimsel “Elementler” haberi • Parazitoloji, İmmünoloji, Mikrobiyoloji, Genetik

Köpek sarkomu hücreleri 11 bin yıl önce bağımsız parazitlere dönüştü

Şek. 1. Altay'daki Soyguncu Mağarası'nda bulunan en eski köpek kafatası. Bulgunun yaşı yaklaşık 33 bin yıl; Ancak, preglacial zaman köpekleri büyük olasılıkla torunları bırakmadı ve buzul sonrası insanlar köpek sarkomu geliştiren diğer köpekleri evcilleştirdi. N. Ovodov ve ark. 2011. Sibirya'nın Altay Dağları'nın 33000 yaşındaki bir köpeği: Son Buzul Maksimumları Tarafından Devre Dışı Bırakıldı

Köpeklerde bulaşıcı venereal sarkom (FA) çalışması devam ediyor – çok hücreli dokunun tek hücreli parazitlere dönüşümü için en ilginç bir durum. FA hücreleri, ortaya çıktığı gibi, bağımsızlık kazanmış ve cinsel ilişki sırasında bir köpekden diğerine aktarılan patojen parazitler haline gelmiştir. Bu parazit hücre soyu, köpeklerin evcilleştirilmesinin başlangıcında, 11 bin yıl önce, güncellenmiş hesaplamalara göre oluşturuldu. Böylece FA en eski hücre kültürüdür; İlk hasta köpeğin genomunu taşır, ancak geçmiş zamanlarında genleri güçlü mutasyon değişiklikleri geçirmiştir. Yaklaşık 10 bin protein kodlayan gen, en az bir mutasyon içerir, bu genomda 1.9 milyon nükleotit ikamesi bulunur. Bununla birlikte, böyle bir mutasyonel yük ile bile, TVS hücre kültürü varlığını sürdürür, olağanüstü direnç gösterir.TVS genlerinin analizi, eski evcil köpeklerin bir temsilcisi olan bulaşıcı sarkomun ilk taşıyıcısı portresi çizmenize izin verir.

Köpeklerin (TVS) bulaşıcı venereal sarkomu ilk olarak M.Ö. Novinsky tarafından 19. yüzyılın sonunda tanımlanmıştır. Tümörler genellikle köpeklerin genital bölgesinde gelişir, nadiren metastaz yapar; Köpek birkaç aydır hastalanır, sonra çoğu durumda bağışıklık kazanır, iyileşir. Bu hastalık çoğunlukla cinsel yolla bulaşır (bu nedenle "venereal sarkom" terimi). 2006 yılında, TVS hücrelerinin genomunun çalışmasının sonuçları yayınlandı ve bu sonuçlar hiç beklenmedik bir şekilde ortaya çıktı. Bilim adamları daha sonra, sarkom hücrelerinin hasta köpeklerin rejenere hücreleri olmadığını, ancak aslında bu hastalığın antik taşıyıcılarının hücreleri olduğunu keşfettiler. Bu nedenle, TVS'nin şaşırtıcı hikayesi türetilmiştir: kanser hücreleri bir şekilde bağımsız hale geldikten sonra tek hücreli parazitlere dönüşüyor. O zamandan beri, bir köpekden diğerine seyahat ediyorlar, hayvanlar cinsel ilişki sırasında onları iletiyorlar. Tek bir parazitik hücre, ağrılı dokunun büyümesine başlamak için yeterlidir.Bu parazitik hücreler, bağışıklık savunmasını atlayarak, majör doku uyumu kompleksinin genlerinin ifadesini azaltır. Bu nedenle, bağışıklık sistemi düşmanları hemen tanımaz, koruyucu eylemleri birkaç ay ertelenir. Bu yüzden enfekte olmuş köpekler hastalık hücresini bir sonraki kurbana transfer etmek için yeterli zamana sahiptir.

Dolayısıyla, bir yakıt düzeneği, “kendi kaderini tayin hakkı” nı uygulayan ve orijinal tek hücreli varlığına geri dönen çok hücreli bir organizmanın bir hücresinin bir örneğidir. Fakat bu devrim, onları paraziter yaşam biçimine uyarlandıkları ve hayvanın dışında varolmadıkları için onları gerçekten özgürleştirmediler; ek olarak, cinsel üreme yeteneğini kaybettiler. Yani FA hücreleri, bizim için bilinen, en eski memeli hücre kültürü olan ve sürekli yeniden tohumlama gerektiren bir klonlardır. Buna ek olarak, bunlar eski köpeklerin hücreleridir, ancak süper buzdolaplarında değil, büyük ölçüde değişmiş, fakat canlıdır. Bu şaşırtıcı klonun çalışması hem kanser tedavisi alanında hem de çok hücreli organizmaların evriminde ve aynı zamanda köpeklerin evcilleştirilmesinin tarihinde çok şey ortaya çıkarabilir.Bu özel hastalık veterinerlik meselesinin araştırılması, biyolojik bilimin ileri cephesine taşındı.

Robin A. Weiss'in katılımıyla Senger Enstitüsü'nden Elizabeth Murchison ve Cambridge Üniversitesi Veterinerlik Bölümü'nden David C. Wedge tarafından temsil edilen uluslararası bir bilim insanı ekibinin yeni bir araştırması, biriken mutasyonel ağırlığın tahminine adanmıştır. sarkom hücreleri varlığını sürdürürken, paralel olarak tarihlendirir. Bunun için bilim adamları iki yakıt meclisinin genomlarını analiz ettiler – biri Avustralyalı bir melezden alındı, diğeri de Brezilya'dan bir Cocker Spaniel'den (hastalıklı konakçıların genomları da okundu). Bu coğrafi uzaklık nedeniyle, hücrelerin bir köpekden diğerine doğrudan aktarımı kesinlikle hariç tutulur.

TVS hücreleri 57-58 kromozomu taşır (TVC kromozomları 57 ila 64 arasında olabilir ve çoğu diploiddir), köpeklerin hücreleri ise 78 kromozom taşır (Şekil 2). Yüksek oranda homozigot araziler. Yakıt düzeneklerinin kromozomlarında çok sayıda ekleme, çıkarma ve permütasyon tespit edildi: her iki yakıt grubu için 2000'den fazla yapısal değişiklik, artı her biri için benzersiz bir dizi.Yakıt düzeneğine özgü olan (yani köpeklerde ve kurtlarda bulunmayan) toplam nükleotid ikamesi sayısı muazzamdır – 1,9 milyon SNP. Bunlardan yaklaşık% 5'i sadece TVS varyantlarından birinde bulundu, yani bunlar, Brezilya ve Avustralya FA hatlarının birbirlerinden ayrıldıktan sonra elde ettikleri mutasyonlardır. Bilim adamları, 10.000'den fazla TVS geninin, en az bir eş anlamlı olmayan ikame taşıdığını tahmin ediyorlar; Köpeklerde protein kodlayan genlerin yaklaşık% 2.8'i (yani, 647) gereksiz hale geldi ve sarkom hücreleri tarafından kaybedildi. Bütün bunlar parazit hücrelerin en yüksek mutasyonel yüküne tanıklık eder.

Şek. 2. Normal bir köpeğin metafaz kromozomlarısolda) ve TVS (sağda): floresan hibridizasyon ile karyotipin belirlenmesi. Benzin meclislerinin kromozomlarının köpekle kıyaslandığında kitlesel yeniden düzenlenmesi, birçok benzer alanın kalmasına rağmen, açıkça görülebilir. Tartışılan makalede Şekil bilim

Bu yüksek mutasyonel değişkenlikle, intraklonal değişkenliğin bulunmaması şaşırtıcıdır. Tüm köpek sarkom hücreleri benzer bir genoma sahiptir. Tersine, insan kanserlerinde alt klonlar vardır – biraz farklı genomlara sahip hücre çizgileri.İnsan tümörlerinde farklı mutasyonlara sahip hızlı bir hücre çizgisi seçkisine sahip olduğuna inanılmaktadır; ve köpeklerde, görünüşe göre, bu seçim gitmiyor. Bu neden böyle bilinmemektedir, ancak hastalık 19. yüzyılın sonundaki Novinsky'nin kayıtlarından elde edilen sonuçlara göre oldukça istikrarlı semptomlara sahiptir.

Parazitik hücrelerin mutasyonlarının yaklaşık% 40'ı, ultraviyole ışınımının bir sonucu olarak elde edildi: bu, nükleotidlerin UV ışıması sırasında spesifik olarak ortaya çıkan "timin için sitosin" karakteristik sübstitüsyonlarının oranı ile değerlendirildi. Bir yakıt düzeneğinin ortaya çıktığı tarihte kullanılan bu mutasyon türüdür. İnsan kanserleri için hastanın yaşına bağlı olarak sitozin-timin mutasyon sübstitüsyonlarının sıklığı iyi çalışılmıştır. Bu katsayılar, yakıt düzeneklerinin yaşını hesaplamak için kullanılmıştır; denklemin yerine yakıt düzeneklerindeki karşılık gelen ikame sayısı; Sonuç olarak, klonun yaşı yaklaşık 11 bin yıldı. Yaklaşık 500 yıl önce, Avustralya ve Brezilya sarcoma hatları bölünmüştü. Araştırmanın yazarları bunun bir gösterge niteliğindedir, çünkü köpek sarkomunda temel bağımlılık insan varyantlarından farklı olabilir ve bu da dokuya özgü değişkenlik ve mutasyon sürecinin kronolojik düzensizliği dışlanamaz.Ancak, bu yaş 11 bin yıldır (köpeklerin evcilleştirilmesi ile ilgili anlaşmazlıklar için, örneğin A. N. Vlasenko'nun raporundan bir alıntıya bakınız) Canis tanıdık? ”) – evcil hayvanların erken evlenme dönemine, yerleşimin başlangıcına ve çeşitlenmesine rastlar.Yüksek derecede homozigotluktan dolayı yargılanabileceği gibi, TVS, çeşitli ırkların ortaya çıkmasından önce küçük bir izole akraba grubu arasında yaşayan progenitörden kaynaklanır.

TVS genlerinin ayrıntılı bir analizinden, sarkomdan çıkan eski bir köpeğin portresi, ilk önce kusurlu hücrelerini aktarır, ortaya çıkar. Kısa saçlı, siyah veya koyu kahverengi (agouti rengi), kulakları uzatılmış ve uzun namlu ağızlı bir kurt gibi oldukça büyük bir köpekti. Modern ırklardan, eski ırkların, Sibirya Husky, Malamute, Shar Pei, Chow-Chow ve Akita'nın temsilcileri, gen kompozisyonu açısından ona en yakın olanlardır (Şekil 3).

Şek. 3. Bir filojenik ağaç üzerindeki bir yakıt tertibatının progenitorunun yerini belirlemek için, bilim adamları, 86 farklı ırkta köpek, kurt ve çakal cinsinden bilinen 23,782 polimorfik lokayı iki FA ile karşılaştırmışlardır. En eski kayaçlar doğal olarak FA'ya en yakın oldukları ortaya çıktı. Bu ırkların temsilcilerinin ortaya çıkışı gösterilir (aşağıdan yukarıya): Akita, Chow Chow, Dingo, Shar Pei, TVS, Malamute ve Sibirya Husky'nin atası. Tartışılan makaledeki özet metninin resmi bilim

Kanser hücrelerinin tek hücreli parazitlere dönüşümü, ilk evcilleştirilmiş köpeklerin küçük bir izole popülasyonunda meydana gelmiştir. Köpek sayısının düşük kalması ve çeşitliliğinin artmaması durumunda, böyle bir hastalığı olan nüfus hızla ölecektir. Sarkomun cinsel reprodüksiyonu olmadığı ve farklı çizgilerinin gen değiştirmediği gerçeğiyle sağkalım da kolaylaştırılmıştır. Adaptif araçlarının arsenalinde sadece mutasyonel değişkenlik vardır. Tersine, köpeklerde, cinsel reprodüksiyon, kazanılmış direnç genlerinin hızlı değişimini desteklemiştir, artan sayıdaki popülasyon, parazitten daha hızlı bir şekilde adapte olmuş ve virülansını arttırmıştır. Ve köpekler hayatta kaldı.

Saddamalı bir kader Tasmanyalı şeytanı bekler gibi görünmektedir, ki burada nüfusu bulaşıcı bir yüz tümörü yayılmıştır (ayrıca bkz. Şeytan yüz tümörü hastalığı). Bu hastalık 1996 yılında tanımlanmıştır, ancak bugüne kadar şeytan popülasyonunun yaklaşık% 50'si etkilenmiştir. Yüz tümörü, FA hastalığında olduğu gibi, ilk hastalıklı hayvanın rejenere hücreleri tarafından aktarılır ve her durumda öldürücüdür.Tazmanya Şeytanı'nın nüfusu oldukça küçüktür, menzili çok sınırlıdır, dolayısıyla Tazmanya şeytanı bu hastalığa karşı savunma yapmak için zamana sahip olmayacaktır. Bilim adamları, XXI yüzyılın ortalarında bu türün soyu tükeneceğini tahmin ediyorlar.

kaynaklar:
1) Elizabeth P. Murchison ve diğ. Gönderilen Köpek Kanseri Genomu Gösterir bilim. 2014. V. 343. S. 437-440.
2) Heidi G. Parker ve Elaine A. Ostrander Düz Görünümde Saklanıyor – Modern Dünyada Eski Bir Köpek // bilim. 2014. V. 343. S. 376. – Tartışılan makale için özet.

Ayrıca bakınız:
Elizabeth Murchison: Enfeksiyöz Kanserle Mücadele – Tazmanya şeytanının bulaşıcı yüz tümörü ve TED.com'daki TVS köpekleri üzerine bir konuşma.

Elena Naimark


Like this post? Please share to your friends:
Bir cevap yazın

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