Stanice sarkoma iz pasa pretvorene su u nezavisne parazite prije 11 tisuća godina • Elena Naimark • Znanstvene novosti o "Elementima" • Parazitologija, imunologija, mikrobiologija, genetika

Stanice pasa sarkoma pretvorene su u nezavisne parazite prije 11 tisuća godina

Sl. 1. Najstarija lubanja psa pronađena u Jaberskoj pećini u Altajima. Starost nalaza je oko 33 tisuće godina; međutim, psihička vremena pasa najvjerojatnije nisu ostavili potomke, a poslije glacijalni ljudi pripitivali su druge pse, koji su razvili psa sarkom. Fotografija iz članka N. Ovodov et al. 2011. 33 000-godišnji Pas planinskih planina Sibira: Oslobođen od posljednjeg glacijalnog maksimuma

Proučavanje transmisivnog veneralnog sarkoma (FA) kod pasa nastavlja se – najzanimljiviji slučaj preobrazbe višestaničnog tkiva u jednostanične parazite. FA stanice, kako se ispostavilo, stekle su neovisnost i postale patogeni paraziti koji se prenose iz jednog psa u drugi tijekom seksualnog kontakta. Ova parazitna stanična linija je nastala, prema ažuriranim kalkulacijama, prije 11 tisuća godina, u zoru pripitomljavanja pasa. Dakle, FA je najstarija kultura stanica; ona nosi genom prvog bolesnog psa, iako je u prošlom vremenu njegovi geni podvrgnuti snažnim mutacijskim promjenama. Oko 10 tisuća gena za kodiranje proteina sadrži najmanje jednu mutaciju, 1,9 milijuna nukleotidnih supstitucija se nalaze u ovom genomu. Međutim, čak i kod takvog mutacijskog opterećenja, TVS stanice kulture i dalje postoje, pokazujući izvanrednu otpornost.Analiza TVS gena omogućuje vam skiciranje portreta prve nositelje prenosivog sarkoma, predstavnika drevnih domaćih pasa.

Prijelazni veneralni sarkom pasa (TVS) prvi put je opisan krajem 19. stoljeća od strane M. A. Novinsky. Tumori se obično razvijaju u genitalnom području pasa, rijetko metastaziraju; pas je bolestan nekoliko mjeseci, a zatim se u većini slučajeva oporavlja i dobiva imunitet. Ova bolest najčešće se prenosi seksualno (stoga pojam "veneralni sarkom"). Godine 2006. objavljeni su rezultati istraživanja genoma stanica TVS, a ti su rezultati bili potpuno neočekivani. Znanstvenici su tada otkrili da stanice sarkoma nisu regenerirane stanice bolesnih pasa, ali zapravo su stanice drevnih nosača ove bolesti. Stoga je izvedena nevjerojatna priča o TVS-u: kada su stanice raka nekako postale nezavisne, pretvarajući se u jednostanične parazite. Od tada putuju od jednog do drugog psa, životinje ih prenose tijekom seksa. Jedna parazitna stanica je dovoljna za početak bolnog rasta tkiva.Ove parazitske stanice zaobilaze imunosnu obranu, smanjujući ekspresiju gena glavnog kompleksa histokompatibilnosti. Stoga imunološki sustav ne prepoznaje neprijatelje, zaštitne mjere odgođene su nekoliko mjeseci. Tako zaraženi psi imaju dovoljno vremena za prijenos bolesti stanice na sljedeću žrtvu.

Dakle, sklop goriva je primjer ćelije višestaničnog organizma koji je ostvario svoje "pravo na samoopredjeljenje" i vratio se svom izvornom postojanju jednog staništa. Ali ova revolucija nije ih učinila istinski slobodnima, prilagođavajući se parazitskom načinu života i ne može postojati izvan životinje; Osim toga, izgubili su sposobnost za seksualnu reprodukciju. To jest, FA stanice su klon, najstarija kultura stanica sisavaca poznata nama, što zahtijeva stalno reseing. Osim toga, to su stanice drevnih pasa, sačuvane, međutim, ne u superhladnjacima i uvelike promijenjene, ali žive. Proučavanje ovog čudesnog klona može puno otkriti kako u području liječenja raka, tako iu evoluciji višestaničnih organizama, kao iu povijesti pripitomljavanja pasa.Stoga je proučavanje ove bolesti iz privatnih veterinarskih pitanja preseljeno u naprednu prednost biološke znanosti.

Nova studija međunarodne ekipe znanstvenika Elizabeth Murchison iz Instituta Senger i David C. Wedge iz Veterinarskog odsjeka Sveučilišta u Cambridgeu, uz sudjelovanje Robin A. Weiss, posvećena je procjeni akumulirane mutacijske težine sarkom stanice tijekom svog postojanja, i paralelno s njegovim datiranjem. Zbog toga su znanstvenici analizirali genome dvaju skupova goriva – jedan je odveden iz australskog krmača, a drugi – iz Cocker Spaniel iz Brazila (genomi bolesnih domaćina također su pročitani). Zbog ove zemljopisne udaljenosti, izravni prijenos stanica od jednog do drugog psa potpuno je isključen.

TVS stanice nose 57-58 kromosoma (TVC kromosomi mogu biti od 57 do 64, a većina njih su diploidni), dok stanice pasa nose 78 kromosoma (slika 2). Visok udio homozigotnih parcela. Otkriven je ogroman broj umetanja, delecija i permutacija u kromosomima sklopova goriva: više od 2000 strukturnih promjena koje su zajedničke oba sklopa goriva, kao i brojne jedinstvene za svaku od njih.Ukupan broj nukleotidnih supstitucija koje su jedinstvene u sklopu goriva (tj. Nije pronađeno u psima i vukovima) je ogromno – 1,9 milijuna SNP-ova. Od njih oko 5% je pronađeno samo u jednoj od TVS varijanti, to jest, to su mutacije koje su brazilske i australske FA linije stekle nakon njihove razlike. Znanstvenici procjenjuju da više od 10.000 TVS gena nosi najmanje jednu ne-sinonimnu zamjenu; oko 2,8% (tj. 647) gena za kodiranje proteina kod pasa pokazalo se nepotrebnim i izgubljeno je pomoću sarkoma stanica. Sve ovo svjedoči o najvećem mutacijskom opterećenju parazitskih stanica.

Sl. 2. Metafazni kromosomi normalnog psa (na lijevoj strani) i TVS (s desne strane): određivanje kariotipa fluorescentnom hibridizacijom. Jasno je vidljivo množenje reorganizacije kromosoma u sklopu goriva u usporedbi s psećom, iako ostaju mnoga slična mjesta. Slika iz raspravljanog članka u znanost

Uz takvu visoku varijabilnost mutacija, iznenađuje da nije pronađena nikakva intraklonalna varijabilnost. Sve stanice sarkoma pasa imaju sličan genom. Nasuprot tome, kod humanih karcinoma postoje subkloni – stanične linije s neznatno različitim genomima.Vjeruje se da u humanim tumorima postoji brz odabir staničnih linija s različitim mutacijama; i kod pasa, očito, taj odabir ne ide. Zašto je tako nepoznato, ali bolest ima vrlo stabilne simptome, kako slijedi iz zapisa Novinskog krajem 19. stoljeća.

Oko 40% mutacija parazitskih stanica dobiveno je kao posljedica ultraljubičastog zračenja: ovo je procijenjeno udjelom karakterističnih supstitucija "citozina za timim", koje se specifično odvijaju tijekom UV zračenja nukleotida. To je ova vrsta mutacije koja je korištena do danas pojave goriva sklopa. Za humane rakove, učestalost promjena mutacije citozin-timina, ovisno o dobi pacijenta, dobro je proučavana. Ovi koeficijenti korišteni su za izračunavanje dobi sklopova goriva, zamjenjujući u jednadžbu broj odgovarajućih supstitucija u sklopovima goriva; Kao rezultat toga, klon je bio star oko 11 tisuća godina. Prije oko 500 godina, australski i brazilski sarkomske linije podijeljene su. Autori studije napominju da je to indikativna procjena, budući da se kod pas sarkoma osnovna ovisnost može razlikovati od ljudskih varijanti, što je moguće i varijabilnost specifična za tkivo, a kronološka nepravilnost procesa mutacije nije isključena.Međutim, ovo doba je 11 tisuća godina (za sporove o dobi pripitomljavanja pasa, vidi, na primjer, izvadak iz izvješća A. N. Vlasenko " Canis familiarisKao što se može ocijeniti visokim stupnjem homozigosnosti, TVS potječe od progenitor koji je živio među malom izoliranom skupinom rođaka prije pojave različitih pasmina.

Iz detaljne analize TVS gena, pojavljuje se portret tog drevnog psa koji izlazi iz sarkoma, prvo prenosi njegove neispravne stanice. Bio je to prilično velik pas, sličan vukovima, s kratkom kosom, crnom ili tamnosmeđom (agouti bojom), uspravnim ušima i izduženom njuškom. Od suvremenih pasmina, predstavnici starih pasmina, Sibirski Haski, Malamut, Shar Pei, Chow-Chow i Akita bili su najbliži s obzirom na sastav gena (Slika 3).

Sl. 3. Da bi se utvrdilo mjesto progenitor grupe goriva na filogenetskom stablu, znanstvenici su uspoređivali 23.782 polimorfnih lokusa, poznatih u 86 različitih pasmina pasa, vukova i kojota, s dvije FA. Najstarije stijene, naravno, pokazale su se najbliže FA. Prikazuje se predstavljanje ovih pasmina (odozdo prema gore): Akita, Chow Chow, Dingo, Shar Pei, predak TVS-a, Malamute i Sibirski Haski. Slika sa sinopsije na opisani članak u znanost

Transformacija stanica raka u jednostanični paraziti dogodila se u maloj izoliranoj populaciji prvog domaćeg pasa. Ako je broj pasa ostao nizak i ako se njihova raznolikost nije povećala, stanovništvo s takvom bolešću brzo bi umrlo. Preživljavanje je također olakšano činjenicom da sarkom nema spolnu reprodukciju i da njegove različite linije ne mijenjaju gene. U arsenalu njegovih prilagodljivih sredstava jedino mutacijska varijabilnost. Kod pasa, suprotno, seksualna reprodukcija potaknula je brzu razmjenu stečenih otpornih gena, a populacija s rastućim brojem bržih prilagodbi od parazita povećala je njegovu virulenciju. A psi su preživjeli.

Činilo se da je žalosnija sudbina čekati Tasmanijski đavol, u čijem je stanovništvu širen transmissibilni tumor lica (vidi također Devil, bolest lica na licu). Ta je bolest opisana 1996. godine, ali do danas je bilo pogođeno oko 50% đavolske populacije. Tumor lica se prenosi, kao u slučaju FA, regeneriranim stanicama prve bolesne životinje, au svim slučajevima je smrtonosna.Stanovništvo tasmanijskog vraga je vrlo mala, raspon je vrlo ograničena, pa naravno tasmanijskog vraga nema vremena da se razvije zaštitu od bolesti. Znanstvenici procjenjuju da će do sredine XXI. Stoljeća ova vrsta izumrijeti.

izvori:
1) Elizabeth P. Murchison i sur. Otkriven genom raka kod pasa znanost, 2014. V. 343. P. 437-440.
2) Heidi G. Parker i Elaine A. Ostrander skrivaju se u običnom pogledu – Drevni pas u suvremenom svijetu // znanost, 2014. V. 343. P. 376. – Sinopsis za članak u raspravi.

Vidi također:
Elizabeth Murchison: Borba zaraznu rak – predavanje o prenosive vrag lica tumora bolesti i psi TVS na TED.com web stranice.

Elena Naimark


Like this post? Please share to your friends:

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