Стійкість китів до раку пов’язали зі здатністю ефективно «ремонтувати» свій геном

Попри величезну кількість клітин у тілі, гренландські кити живуть до 200 років і не надто страждають від раку. Одним із факторів цієї стійкості виявилися надзвичайно потужні механізми репарації ДНК — системи, які безперервно усувають випадкові ушкодження в геномі та знижують ризик злоякісного переродження клітин.

Переродження здорової клітини на пухлинну — справа випадку. Чим довше живе організм і чим більше клітин він містить, тим вищі шанси на таке перетворення та розвиток у нього раку. Однак деякі великі тварини демонструють напрочуд низьку для їх розмірів частоту виникнення цих захворювань. Така дивна особливість відома як парадокс Пето : ризик розвитку раку не залежить від кількості клітин у тварини.

Особливо яскраво парадокс проявляється на таких гігантах, як гренландські кити ( Balaena mysticetus ), здатні жити до 200 років і набирати понад 80 тонн. Одним із секретів їхньої стійкості до раку виявилася висока здатність виправляти ушкодження геному. Цього висновку дійшли біологи з Рочестерського університету, стаття яких представлена ​​в онлайн-бібліотеці bioRxiv .

Віру Горбунову та її колег цікавила робота механізмів репарації – «ремонту» пошкоджень та розривів ДНК. Такі порушення неминуче виникають через дію різних хімічних речовин, радіації, помилок при подвоєнні хромосом та інших процесів. Тому системи репарації є у ​​всіх живих організмів, від бактерій до тих самих китів.

Вчені проводили експерименти на культурах клітин шкіри людей, корів, мишей та гренландських китів. Попередньо в них вносили ген флуоресцентного білка, пов’язуючи його з роботою генів однієї із систем репарації, яка відповідальна за виправлення подвійних розривів у ланцюжку ДНК. Далі клітини обробляли хімічними мутагенами, що викликають ушкодження, і по світінню стежили за відновлення цих порушень.

Виявилося, що репарація у клітинах китів відбувається вдвічі активніше, ніж в інших тварин. Більше того, такий ремонт у них йде набагато акуратніше. При відновленні розривів у ДНК людей, мишей і корів губилося кілька підстав — ланок у ланцюжку нуклеїнової кислоти. У китів втрати часто не відбувалося зовсім.

Додатковий аналіз показав, що клітини китів виробляють набагато більше білка CIRBP, який безпосередньо залучений до репарації ДНК. Вчені перенесли ген цього білка до клітин інших тварин і виявили, що після такої маніпуляції вони теж починають відновлювати пошкодження набагато краще звичайного. Таким чином, одним із секретів стійкості китів до раку виявився білок CIRBP, що забезпечує ефективнішу репарацію ДНК та захист від небезпечних мутацій.