A kutya szarkóma sejtek önálló parazitákká alakultak 11 ezer évvel ezelőtt • Elena Naimark • Tudományos hírek az "elemekről" • Parazitológia, immunológia, mikrobiológia, genetika

A kutya szarkóma sejtjei önálló parazitákká alakultak 11 ezer évvel ezelőtt

Ábra. 1. A legrégebbi kutya koponyája az Altai rablóbarlangjában található. A keresés kora mintegy 33 ezer év; azonban a terhességi idős kutyák valószínűleg nem hagytak utódokat, és a poszt-glaciális emberek háziasították a kutyák sarcomájára kifejlesztett más kutyákat. Fénykép N. Ovodov et al. 2011. A szibériai Altai-hegység 33000 éves kutyája: az utolsó jégkorlátozás miatt fogyatékos

Folytatódik a fertőző vénás szarkóma (FA) kutyákon végzett vizsgálata – ez a legérdekesebb eset, amikor a multicelluláris szövetet egysejtű parazitákká alakítják. Az FA sejtek, amint kiderült, függetlenné váltak és patogén parazitákká váltak, amelyeket egy kutyáról a másikba szexuális érintkezés során átruháztak. Ez a parazita sejtvonal a frissített számítások szerint 11 ezer évvel ezelőtt, a kutyák háziasítása hajnalán alakult ki. Így az FA a legrégebbi sejttenyészet; az első beteg kutya genomja, bár az elmúlt idõben génjei erõs mutációs változásokon ment keresztül. Mintegy 10 ezer fehérje kódoló gén legalább egy mutációt tartalmaz, ebben a genomban 1,9 millió nukleotid szubsztitúció található. Azonban még ilyen mutációs terhelés esetén is fennáll a sejttenyészet TVS, amely figyelemre méltó ellenállást mutat.A TVS gének elemzése lehetővé teszi, hogy vázlatot készítsen az átvihető szarkóma első hordozójának, az ősi házi kutyák képviselőjének.

A kutyák fertőzhető szarkóma szarkóma (TVS) először a 19. század végén írta M. A. Novinsky. A tumorok általában a kutyák genitális területében fejlődnek, ritkán metasztatizálódnak; A kutya hónapok óta beteg, majd a legtöbb esetben visszanyeri, immunitást szerez. Ez a betegség leggyakrabban szexuális úton terjed (így a "vénás szarkóma" kifejezés). 2006-ban megjelentek a TVS sejtek genomjának vizsgálatának eredményei, és ezek az eredmények teljesen váratlanok voltak. A tudósok aztán kiderült, hogy a szarkóma sejtek nem a beteg kutyák regenerált sejtjei, hanem valójában a betegség ősi hordozóinak sejtjei. Ezért a TVS elképesztő története származik: miután a rákos sejtek valahogy függetlenül váltak, egyetlen sejtes parazitákká váltak. Azóta egy kutyáról a másikba utaznak, az állatok közösülést közvetítenek. Egyetlen parazita sejt elég ahhoz, hogy elkezdje a szövet fájdalmas növekedését.Ezek a parazita sejtek megkerülik az immunvédelmet, csökkentve a fő hisztokompatibilitási komplex génjeinek expresszióját. Ezért az immunrendszer nem ismer fel azonnal ellenséget, védőhatásait több hónapra elhalasztják. Tehát a fertőzött kutyáknak elegendő ideje van ahhoz, hogy a betegségsejtet átviszi a következő áldozatra.

Tehát az üzemanyag-összeállítás egy olyan multicelluláris szervezet sejtje, amely megvalósította "önrendelkezési jogát", és visszatért eredeti egysejtes létéhez. De ez a forradalom nem tette őket valóban szabadokká, mivel adaptálódtak az élősködő életmódhoz, és nem létezhetnek az állaton kívül; ráadásul elvesztették a szexuális reprodukció képességét. Vagyis az FA-sejtek egy klón, a legrégebbi emlős sejtkultúra, amelyről ismerünk, és amely állandó újrahasznosítást igényel. Ráadásul ezek az ősi kutyák sejtjei, amelyeket megőrzöttek, azonban nem szuperhűtőkben és nagyban megváltoztak, hanem életben. A csodálatos klón tanulmányozása sokat mutathat a rák kezelésében, a többsejtű organizmusok fejlődésében, valamint a kutyák háziasítása történetében.Tehát a magán állat-egészségügyi kérdésekről folytatott betegség tanulmányozása a biológiai tudomány fejlettségébe került.

A Senger Intézet Elizabeth Murchison és David C. Wedge, a Cambridge-i Egyetem Állatorvosi Tanszéke által képviselt nemzetközi kutatócsoport új tanulmánya Robin A. Weiss közreműködésével a felhalmozott mutációs súly becslésével foglalkozik a szarkóma sejtek létezése alatt, és ezzel párhuzamosan a társkereső. Ehhez a tudósok elemezték a két üzemanyag genomjait – az egyiket egy ausztrál csikóból vették át, a másik pedig egy Brazíliából származó Cocker spánielből (a beteg foglyok genomjait is). E földrajzi távolság miatt teljesen kizárják a sejtek egy kutyáról a másikra történő közvetlen átvitelét.

A TVS sejtek 57-58 kromoszómát hordoznak (a TVC kromoszómák 57-64, és többségük diploid), míg a kutyák sejtjei 78 kromoszómát hordoznak (2. A homozigóta parcellák nagy aránya. A tüzelőanyag-kromoszómák kromoszómáin nagyszámú inszerciót, deléciót és permutációt fedeztek fel: több mint 2000 szerkezeti változás mindkét tüzelőanyag-szerelvényre, mindegyikre külön-külön is több egyedi változat.A tüzelőanyag-összetételre egyedülálló nukleotidszubsztitúciók (azaz kutyákon és farkasokban nem található) teljes száma – 1,9 millió SNP. Ezek közül körülbelül 5% -ot találtunk csak az egyik TVS változatban, vagyis azok a mutációk, amelyeket a brazil és az ausztrál FA vonalak megkülönböztetésük után szereztek. A tudósok becslése szerint több mint 10 000 TVS gén hordoz legalább egy nem-szinonim helyettesítést; a kutyák fehérjét kódoló gének mintegy 2,8% -a (azaz 647) kiderült, hogy feleslegesnek bizonyultak, és a sarcoma sejtek elvesztették őket. Mindez igazolja a parazita sejtek legmagasabb mutációs terhelését.

Ábra. 2. Egy normális kutya metafázis kromoszómái (a bal oldalon) és a TVS (a jobb oldalon): kariotípus meghatározása fluoreszcens hibridizációval. A tüzelőanyag-kromoszómák kromoszómák tömeges átszervezése a kutyához képest jól látható, bár számos hasonló hely marad. Ábra a tárgyalt cikkből tudomány

Az ilyen magas mutációs variabilitás miatt meglepő, hogy nem találtunk intraklonalis variabilitást. Valamennyi kutya-szarkóma sejt hasonló genomot tartalmaz. Ezzel ellentétben az emberi rákokban vannak szubklónok – olyan sejtvonalak, amelyek kicsit más genomokkal rendelkeznek.Úgy gondolják, hogy humán tumorokban a különböző mutációkkal rendelkező sejtvonalak gyors válogatása válik szükségessé; és a kutyáknál ez a kiválasztás nem megy. Miért ismeretlen ez, de a betegségnek nagyon stabil tünetei vannak, amint azt a 19. század végén Novinsky feljegyzéseiből következik.

A parazita sejtek mutációinak kb. 40% -át ultraibolya besugárzás eredményeként kaptuk meg: ezt a "tímin citozin" jellegzetes szubsztitúciók arányával értékeltük, amelyek kifejezetten a nukleotidok UV besugárzása során fordulnak elő. Ez a fajta mutáció, amelyet eddig a tüzelőanyag-szerelvény megjelenésére használtak. Humán rákos megbetegedések esetében a citozin-timin mutációk gyakoriságát a beteg korától függően alaposan tanulmányozták. Ezeket az együtthatókat alkalmaztuk a tüzelőanyag-elemek életkorának kiszámítására, az egyenletben a megfelelő helyettesítések számát a tüzelőanyag-részegységekben; Ennek eredményeképpen a klón kora körülbelül 11 ezer év volt. Körülbelül 500 évvel ezelőtt az ausztrál és a brazil szarkóma vonalak felosztásra kerültek. A tanulmány szerzői megjegyzik, hogy ez egy indikatív értékelés, mivel a kutya-sarcomában az alapvető függés eltérhet az emberi variánsoktól, ami lehetséges és a szövetspecifikus változékonyság, és a mutációs folyamat kronológiai rendellenességét nem zárják ki.Azonban ez a kor 11 ezer év (a kutyák háziasításának koraival kapcsolatos viták esetén lásd például az A. N. Vlasenko beszámolójából készült kivonatot " Canis familiaris? ") – egybeesik a háziasítás korai szakaszával és a telepek megkezdésével és a kutyák diverzifikációjával. A homozigóta magas fokú megítélése alapján a TVS az elődtől származik, aki egy kis izolált rokoncsalád között élt, mielőtt különböző fajták megjelennének.

A TVS gének részletes elemzéséből az ősi kutya portréja, amely a sarcomából származik, először megfertőzte a hibás sejteket. Nagyon nagy kutya volt, hasonlóan egy farkashoz, rövid hajjal, fekete vagy sötét barna (agouti szín), felemelt fülek és hosszúkás fang. A modern fajták közül a régi fajták képviselői, a szibériai husky, a malamut, a Shar Pei, a Chow-Chow és az Akita voltak a legközelebb a gén összetételéhez (3.

Ábra. 3. A tüzelõanyag-összetevõ progenitor helyének meghatározása egy filogenetikus fán, a tudósok 23 872 polimorf lokuszot hasonlítanak össze, amelyek 86 különbözõ kutyafajtával, farkasokkal és coyotes-szal rendelkeznek, két FA-vel. A legrégebbi sziklák természetesen az FA-hez legközelebb álltak. E fajták képviselőinek megjelenése látható (alulról felfelé): Akita, Chow Chow, Dingo, Shar Pei, a TVS őse, a malamut és a szibériai husky. Kép a szinopszistól a tárgyalt cikkig tudomány

A ráksejtek egysejtű parazitákká történő átalakulása az első háziasított kutyák kis elszigetelt populációjában történt. Ha a kutyák száma alacsony maradt, és sokszínűségük nem növekedett, az ilyen betegségben szenvedő nép gyorsan elpusztulna. A túlélést megkönnyítette az is, hogy a szarkóma nem rendelkezik szexuális reprodukcióval, és hogy a különböző vonalak nem váltanak meg géneket. Alkalmazkodó eszközeinek arzenáljaként csak mutációs változékonyság áll fenn. A kutyáknál éppen ellenkezőleg, a szexuális reprodukció elősegítette a szerzett rezisztencia gének gyors cseréjét, a gyorsabban növekvő népesség gyorsabb adaptációja, mint a parazita, növelte virulenciáját. És a kutyák túlélték.

Egy szomorúbb sors úgy tűnik, hogy várja a Tasmaniai ördögöt, amelynek lakosságában egy átterjedő arcdaganat terjedt (lásd még az ördög arcdaganat betegségét). Ezt a betegséget 1996-ban írta le, de eddig az ördögi lakosság mintegy 50% -át érintette. Az arcdaganatot, mint az FA esetében, az első megbetegedett állat regenerált sejtjei átkerülnek, és minden esetben halálos is.A Tasmaniai ördög lakossága meglehetősen kicsi, tartománya nagyon korlátozott, így természetesen a Tasmaniai ördögnek nincs ideje felvenni a védelmet a betegség ellen. A tudósok becslése szerint a XXI. Század közepéig ez a faj kihalódik.

forrás:
1) Elizabeth P. Murchison et al. Továbbított kutyák rák genomja kiderül tudomány. 2014. V. 343. P. 437-440.
2) Heidi G. Parker és Elaine A. Ostrander az egyszerű nézetben elrejtve – egy ősi kutya a modern világban // tudomány. 2014. V. 343. o. 376. o. – A tárgyalt cikk szinopszisza.

Lásd még:
Elizabeth Murchison: A fertőző rák elleni küzdelem – előadás a Tasmaniai ördög átvihető arcdaganatáról és a TVS kutyákról a TED.com-on

Elena Naimark


Like this post? Please share to your friends:
Vélemény, hozzászólás?

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