据估计，全球17%的人死于癌症，但只有不到5%的圈养大象死于癌症。圈养大象的寿命约为70年，其潜在癌细胞数量是人类的100倍。
三年前，来自芝加哥大学(University of Chicago)和犹他大学(University of Utah)的研究团队分别展开研究，开始解开其中的原因。他们知道，和所有其他动物一样，人类也有一个肿瘤抑制主基因p53的拷贝。这种基因使人类和大象能够识别未修复的DNA损伤，这是癌症的前兆。然后导致这些受损细胞死亡。
然而，出乎意料的是，研究人员发现大象有20个p53基因副本。这使得他们的细胞对受损的DNA更敏感，更容易陷入细胞自杀。
在8月14日出版的《细胞报告》(Cell Reports)杂志上，芝加哥大学(University of Chicago)的研究小组描述了这个过程的第二个要素:一种从死亡中复活的抗癌基因。
“基因一直在复制，”芝加哥大学(University of Chicago)人类遗传学助理教授、该研究的资深作者文森特林奇(Vincent Lynch)说。“有时他们会犯错，产生被称为伪基因的非功能性基因。我们常常轻蔑地把这些基因称为死亡基因。”
然而，在研究大象的p53时，林奇和同事们发现了一种叫做白血病抑制因子6 (LIF6)的伪基因，它不知怎么进化成了一种新的开关。复活已成为一种有价值的基因。当p53激活它时，它的功能是通过杀死细胞来对受损的DNA做出反应。LIF6基因产生一种蛋白质，这种蛋白质很快进入细胞的主要能量来源线粒体。这种蛋白质在线粒体上戳洞，导致细胞死亡。
“因此，僵尸，”林奇说。“这个死去的基因复活了。当它被受损的DNA激活时，它会迅速杀死那个细胞。这是有益的，因为它是对基因错误的反应，当DNA被修复时所犯的错误。去除这种细胞可以预防随后的癌症。”
一个进化优势
大象有8个LIF基因，但已知只有LIF6具有功能。虽然只是最近才被描述，但很长一段时间以来，它似乎一直在帮助大象及其亲属。
林奇说:“我们可以利用进化的技巧来试图弄清楚这个已经失效的基因是什么时候恢复功能的。”它似乎是在化石记录显示今天大象的小型土拨鼠大小的前体开始变大的时候出现的。这始于2500万到3000万年前。这种抑制癌症的辅助方法可能是促使大象大量生长的一个关键因素，最终导致了现代大象的出现。
成为一个巨大的公司有重要和持久的好处。小动物，例如老鼠、松鼠、土拨鼠，总是被大动物吃掉。但林奇说:“如果你体型庞大，比如大象或鲸鱼，那就没有什么会打扰到你。”
然而，也有权衡。体型较大的动物拥有多得多的细胞，它们往往寿命更长，这意味着它们有更多的时间和机会积累致癌突变。当这些细胞分裂时，它们的DNA会自我复制。但是那些复制品和原件不匹配。错误出现，修复过程无法跟上。
林奇实验室的博士研究生、该研究的共同作者胡安·曼努埃尔·巴斯克斯说:“为了活得和癌细胞一样长，并达到成年体型，大型、长寿的动物必须进化出强大的机制来抑制或消除癌细胞。”
因此，这些巨大的动物产生癌细胞的几率更高。这也可以发生在较小的规模。例如，个子较高的人患几种癌症的几率略高于平均身高的人，而个子较矮的人患这些癌症的风险往往较低。
该研究的作者认为，LIF6“在维持一个更大的身体的需求存在之前的某个时间被重新激活”。它帮助那些10磅重的土拨鼠大小的动物成长为体重超过1.5万磅的庞然大物。作者指出，这是“对大型天体起源的宽容”，“但还不够。”
然而，LIF6究竟如何诱导细胞凋亡仍不清楚。这将是“继续研究的重点，”作者写道。
芝加哥大学通过一个新的实验室启动账户向林奇资助了这项研究。其他作者还有迈克尔·苏拉克(Michael Sulak)和斯拉万提·齐格鲁帕蒂(Sravanthi Chigurupati)。
引文:“大象的丧尸LIF基因被TP53上调，以诱导DNA损伤后的细胞凋亡。文森特·林奇等人，《细胞》杂志，2018年8月14日报道。DOI: 10.1016 / j.celrep.2018.07.042