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「喪屍基因」翻生 助大象減患癌機會

2018/8/15 — 14:46

資料圖片,圖片來源:AJ Robbie,Unsplash

資料圖片,圖片來源:AJ Robbie,Unsplash

根據世衛數字,全球每六個死亡人仕,就有一個是死於癌症,佔總死亡原因 17% ,比起被圈養大象的患癌死亡率 5% 高得多。這些大象與人類有類似的壽命,能活到七十歲左右,其體內可變成潛在癌細胞數目卻是人類的 100 倍,但為何牠們卻可很大程度上免於患癌致死呢?

此前,芝加哥大學與猶他大學的團隊也分別發現了大象的垃圾 DNA (Junk DNA) 中有多種種基因能壓制腫瘤發展,其中一種較為重要的是 P53 基因;非洲象更有高達 40 個 p53 基因副本,比人類多 39 個,對受損細胞更為敏感,可快速殺死有問題細胞。

最新刊於 Cell Reports 的芝加哥大學研究,則發現了大象抗癌機制的第二部份:其中一種基因竟能起「死」回生,幫助阻止癌細胞抗散。

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有份參與研究的人類基因學副教授 Vincent Lynch 指,基因會不斷被複製,在過程中會出現錯誤製造出毫無功能的假基因 (pseudogene) ,而學界亦將之稱為已死基因。

Lynch 與其團隊研究大象 p53 基因時,發現此前被辨認為假基因的白血病抑制因子 6 (LIF6) 竟演化到新的啟動開關,並起死回生變成有用的可運作基因:當 LIF6 被 p53 啟動時,能對受損基因作出反應將有問題細胞殺死。 LIF6 基因會製造一種蛋白質,能迅速進入細胞能量來源的線粒體,並刺穿線粒體導致該細胞死亡, Lynch 更將 LIF6 形容為喪屍基因。

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Lynch 指,這個機制對生物有益,因為其作用就是改正基因錯誤,預防後續可能出現的癌症。而大象有 8 個 LIF 基因,暫時只知 LIF6 有功能;雖然該基因近年才被發現,但團隊相信它一直也藏於大象以及其近親體內。

團隊審視現有考古證據發現,大象祖先開始變大始於 2,500-3,000 萬年前, LIF6 也在差不多的時間出現,故團隊認為抑制癌細胞生長很可能是大象祖先變大的其中一個原因;變大亦會增加物種存活、減低被獵食機會。

有份參與研究的博士生 Juan Manuel Vazquez 指,所有事情都是等價交換。體型較大的動物自然有更多細胞,牠們的壽命通常也較長,並會有更多的時間和機會積累致癌的基因突變。細胞分裂時, DNA 會不斷複製,當被複製的 DNA 與原有 DNA 不符,即使身體有修復機制也未必能及早更正錯誤,結果出現越來越多有問題細胞。故此,壽命長的動物必須演化出如 LIF6 的強大改正機制,抑制癌細胞出現或將之快速消滅才可生存至成年。

團隊暫時未能完全了解 LIF6 實際如何誘導細胞死亡機制,末來將會繼續深入集中研究這問題。

來源:
Phys.org, Elephants resist cancer by waking a zombie gene, 14 August 2018

報告:
Vazquez, J.M., Sulak, M., Chigurupati, S. & Lynch, V.J. (2018). A Zombie LIF Gene in Elephants Is Upregulated by TP53 to Induce Apoptosis in Response to DNA Damage. Cell Reports Vol 24, Issue 7 p.1765-1776. DOI: 10.1016/j.celrep.2018.07.042

文/Alan Chiu 、審核/Edward Ho

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