Пока известны три типа заразного рака, и только у животных — собак, двустворчатых моллюсков и тасманийских дьяволов. При близком контакте особи инфицируют сородичей раковыми клетками. В результате в дикой природе разворачиваются настоящие онкологические эпидемии. Более того, передающиеся таким образом опухоли подчас ведут себя как живые организмы. По крайней мере, предполагают исследователи, такое могло случиться с некоторыми современными паразитами.

Необычные наросты на зубах горгонопсов, "саблезубых" звероящеров, указывают на то, что наши предки и их ближайшие родичи страдали от рака уже как минимум 255 миллионов лет назад, заявляют палеонтологи в статье, опубликованной в журнале JAMA Oncology.

Горгонопсы"До этого момента, самым древним примером развития опухоли в теле млекопитающего были останки, окаменевшие около миллиона лет назад. Данная группа ученых открыла пример развития рака в предках млекопитающих, живших на Земле 255 миллионов лет назад. Это указывает на то, что рак не является относительно "новой" вещью для животных", — прокомментировала открытие Джуди Ског (Judy Skog) из Национального научного фонда США.

Как рассказывает Меган Уитни (Megan Whitney) из университета Вашингтона в Сиэтле (США), она совершила это открытие случайно, пытаясь понять, как возникли зубы современных млекопитающих и обдали ли наши ближайшие родичи – так называемые синапсиды, или звероящеры, похожим жевательным аппаратом.

Одонтома, найденная в зубах звероящераДля этого Уитни и ее коллеги собрали несколько хорошо сохранившихся черепов так называемых горгонопсов, саблезубых звероящеров, больше всего похожих на млекопитающих, и изучили структуру их зубов и то, как они крепились к черепу.

То, как зубы соединяются с челюстями, как объясняют ученые, является одной из черт, отличающих рептилий и млекопитающих. Зубы динозавров и современных ящериц напрямую срастаются с челюстью, образуя единое целое. Наши зубы, как знает любой человек, крепятся к челюстям при помощи корней и специальной соединительной ткани, удерживающей зубы внутри десен.

Пытаясь понять, были ли ближе саблезубые звероящеры к нам или к динозаврам, ученые разрезали одну челюсть горгонопса на множество мелких срезов, и изучили структуру каждого из таких "листов" костной ткани. Анализируя корни саблезубых клыков древнего хищника, Уитни заметила нечто необычное – набор из своеобразных костяных "пузырьков" неправильной формы.

Когда ученые взглянули на них через микроскоп, они обнаружили, что эти пузырьки напоминают по своей структуре микроскопические зубы, состоящие из нескольких слоев эмали, дентина, пульпы и прочих тканей, которые можно найти в нормальных зубах.

Изначально палеонтологи не знали, что представляют собой подобные "нано-зубы", однако потом они нашли похожие фотографии, которые раскрыли секрет этих загадочных структур – они оказались так называемыми одонтомами, доброкачественными опухолями зубной ткани. Подобные образования нередко возникают в десенной ткани человека и вырастают на его зубах, обычно не мешая нормальной работе зубов и не вызывая болезненных ощущений.

По всей видимости, такими же проблемами страдали и звероящеры, жившие на Земле в конце Пермского периода, около 255 миллионов лет назад. Похоже, что рак и другие формы опухолей сопровождали многоклеточную жизнь и наших предков фактически с момента их появления на свете, заключают авторы статьи.

Источник: РИА Новости

Ученые из университетов Юты и Аризоны (США), под руководством онколога-педиатра Джошуа Шиффмана (Joshua Schiffman) и эволюционного биолога Карло Мейли (Carlo Maley), разобрались, почему слоны так редко болеют раком. Оказывается, дело в особенностях их генотипа. Результаты этого исследования, опубликованные в журнале Journal of the American Medical Association, пересказывает сайт журнала Science.

СлоныВ крупном теле слона примерно в 100 раз больше клеток, чем в человеческом. Кроме того, слоны даже в дикой природе живут по 60 лет и больше — за это время среди такого огромного количества клеток, казалось бы, неизбежно должно было бы появляться немало раковых. Однако статистика показывает, что на самом деле слоны болеют раком в полтора раза реже, чем собаки и в целых пять раз — чем люди. То же самое справедливо и для других крупных млекопитающих — китов.

Объяснить этот парадокс, названный по имени его первооткрывателя «парадоксом Пето», ученые не могли с 1970-х годов. И вот, благодаря Шиффману, Мейли и их коллегам у нас, похоже, есть ключ.

Американские ученые исследовали геном слонов в поисках механизма, защищающего их от рака. Сначала они выдвинули теорию, что ДНК слонов лучше способна к репарации, т. е. самопочинке, что и позволяет избегать появления в ней фатальных ошибок. Однако выяснилось, что по способности к репарации ДНК слоны ничуть не превосходят людей.

Зато в ДНК азиатских слонов в ходе этого исследования было обнаружено по 30-40 резервных копий p53. Этот ген препятствует делению клеток, в ДНК которых возникли опасные ошибки, до тех пор, пока они не будут исправлены, или клетка не будет убита самим организмом. Такое количество резервных копий этого ключевого гена позволяет организму слона эффективно блокировать развитие злокачественных опухолей в зародыше, практически без осечек.

Вполне возможно, что тот же механизм работает и у китов, и если так, то «парадокс Пето», похоже, разрешен.

Шиффман сказал журналистам, что сейчас его команда думает над тем, как сделать человеческие клетки более «слоноподобными», добавив в их ДНК дополнительные копии гена p53, для столь же эффективной профилактики рака.

Заметим, что это было бы очень кстати, потому что заболеваемость раком в мире растет, и несмотря на отдельные успехи, например, в борьбе со злокачественными опухолями простаты, ситуация все равно остается тревожной.

Источник: Научная Россия

Ученые выяснили, что даже у пресноводных полипов-гидр, простейших многоклеточных существ, могут развиваться злокачественные опухоли. Это значит, что раковые заболевания являются неотъемлемым следствием многоклеточности.

На снимке справа больная раком гидра, слева здоровая. Фото Klimovich/CAUРезультаты исследования, проведенного Борисом Анохиным из Зоологического института РАН и его немецкими коллегами, опубликованы в журнале Nature Communications.

До настоящего времени специалисты ничего не знали о случаях развития рака у простейших многоклеточных животных, губок и кишечнополостных. Поэтому предполагалось, что раком стали болеть только двустороннесимметричные существа, начиная от червей и заканчивая человеком. Однако авторы статьи показали, что от злокачественных опухолей страдают даже гидры, представители кишечнополостных, знакомые каждому со школьной скамьи.

Исследователи проследили за развитием опухолей у двух видов гидр - Hydra oligactis и Pelmatohydra robusta. В норме эти создания состоят всего из двух слоев клеток, однако когда они заболевают раком, на их теле появляются крупные многоклеточные образования. Они состоят из клеток, которые являлись предшественниками женских половых гамет, но по какой-то причине приступили к неконтролируемому делению.

Выяснилось - если пересадить опухолевые клетки в ткани здоровых гидр, то там также развиваются опухоли. Похожими свойствами обладают и злокачественные клетки млекопитающих. Наблюдения показали, что опухоли значительно снижают выживаемость гидр. В частности, колонии полипов, пораженных раком, растут гораздо медленнее. Заболевание передается отпочковывающимся гидрам, затормаживая как их бесполое, так и половое размножение.

Сравнив гены, которые работают в здоровых тканях гидр с теми, что включаются в опухолях, ученые насчитали у них 44 участка ДНК, похожих на гены, активирующиеся при раке у млекопитающих. В частности, ученые обнаружили у полипов ген, аналогичный человеческому гену tpt1, который блокирует у раковых клеток апоптоз - программу самоликвидации.

Открытие доказывает: рак возник уже на самых первых стадиях эволюции многоклеточных существ и, скорее всего, является их вечным спутником. «Наше исследование говорит о том, что война раку, объявленная еще в 1970-х, не будет выиграна никогда. Впрочем, если мы узнаем, как возник наш противник, иногда мы всё же сможем его побеждать», -- пояснил Томас Бош, соавтор статьи.

Источник: infox.ru

ДНК способна существовать во множестве форм. Например, могут изменяться параметры двойной спирали, она может становиться более сжатой или более вытянутой, сама спираль — быть как право-, так и левозакрученной, а взаимодействия между нуклеотидами могут весьма отличаться от тех, что постулировали классики Уотсон и Крик.

Квадруплексная ДНК в поперечном разрезе, а также фотографии клеток и хромосомы с антителами, связавшимися с четверной спиралью ДНК (фото авторов работы)Многие из альтернативных форм ДНК существуют в живой клетке и нужны ей для каких-то целей. Но есть и такие, которые, казалось бы, вполне могли найти себя в клетке, да только обнаружить их никак не получается. Долгое время такой формой были G-квадруплексы — участки ДНК, состоящие из четырёх цепей. Такая структура может возникать на обогащённых гуанином участках, и учёным даже удалось получить искусственным путём и охарактеризовать параметры такой четверной спирали. Но есть ли G-квадруплексы в живой клетке? В клеточной ДНК можно найти фрагменты с повышенным содержанием гуанина, однако таких структур исследователи там не нашли.

А вот учёным из Кембриджского университета (Великобритания) повезло. Они создали антитела, которые взаимодействовали только с четырёхнитевыми участками ДНК, а не с обычными двунитевыми. Эти антитела добавлялись к человеческим клеткам, и авторы работы смотрели, на какие участки хромосом они сядут. Кроме того, клетки обрабатывались особым веществом, которое «замораживало» нестандартную ДНК, не давая ей перейти в обычный двуспиральный вид. Исследователи ожидали, что антитела «приземлятся» на теломерные концы, так как они особенно обогащены гуанином. Но, как пишут учёные в журнале Nature Chemistry, участки четверной спирали были обнаружены не только на концах, но и по всей длине хромосом.

Здесь важно отметить три момента. Во-первых, G-квадруплексы нашли в человеческих клетках. Во-вторых, это были не простые клетки, а раковые. В-третьих, чаще всего G-квадруплексы попадались в S-фазе клеточного цикла, когда клетка удваивает свой генетический материал перед делением. Более того, исследователи утверждают, что к квадруплексной организации имеют склонность гены, участвующие в злокачественном перерождении. Словом, так и хочется связать четверные спирали с онкологическими процессами.

Образование таких структур может быть вызвано многочисленными мутациями и повреждениями в ДНК (например, известно, что много повреждений при раке накапливается именно в теломерах). Наверное, квадруплексы как-то помогают раковой клетке в управлении важными генами. И тогда можно разработать лекарство от рака, нацеленное именно на квадруплексы. Но для начала нужно убедиться, что все эти предположения соответствуют реальности и что такие четверные спирали действительно свойственны именно раковым, а не всем клеткам.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Поврежденные клетки кожи при солнечном ожоге выделяют большое количество деформированных молекул сигнальной РНК, которые проникают в здоровые клетки и заставляют их вырабатывать белки, вызывающие воспаление и другие характерные признаки "перезагара" - покраснение и болезненную чувствительность, заявляют ученые в статье, опубликованной в журнале Nature Medicine.

"Некоторые болезни, в частности псориаз, лечатся при помощи ультрафиолетового облучения. Основная проблема такой терапии - повышенная вероятность развития рака кожи. Благодаря нашему открытию мы можем получить положительные эффекты УФ-облучения без собственно самого облучения. Кроме того, теперь мы можем блокировать данный механизм для защиты организма особо чувствительных людей, к примеру, больных волчанкой, от ультрафиолета", - заявил руководитель группы биологов Ричард Галло (Richard Gallo) из университета штата Калифорния в Сан-Диего (США).

Галло и его коллеги изучали последствия облучения ультрафиолетовым излучением на культурах кожи человека и на коже здоровых мышей.

В ходе первого эксперимента биологи вырастили несколько культур клеток кожи, разделили их на две группы и облучали половину из них ультрафиолетом в течение минуты. Сила такого облучения имитирует сильный солнечный ожог, при этом часть клеток в пробирках или умирает, или необратимо повреждается. Через некоторое время после облучения ученые очистили питательную среду от клеток и добавили ее в пробирки со здоровыми культурами.

Это привело к необычным последствиям - здоровые клетки начали выделять большое количество молекул белков TNF-альфа и интерлейкина-6. Данные соединения относятся к классу противовоспалительных белков, стимулирующих обмен веществ, переводящих здоровые клетки в режим "чрезвычайной ситуации" и запускающих механизмы самоуничтожения в поврежденных клетках.

Биологи проанализировали содержимое экстракта из питательной среды, в которой обитали облученные клетки, и обнаружили множество деформированных молекул сигнальной РНК. По словам Галло и его коллег, данные молекулы соединялись с особыми белковыми выростами на стенках здоровых клеток - рецепторами врожденной иммунной системы TLR-3. Этот рецептор относится к классу так называемых Toll-like рецепторов, управляющих защитной реакцией на некоторые виды бактерий и появление раковых клеток.

Ученые синтезировали искусственные молекулы РНК, аналогичные тем, которые производят здоровые клетки и облучили их ультрафиолетом. Они добавили полученные молекулы в питательную среду к здоровым клеткам и проследили за их реакцией. Синтетические РНК произвели такой же эффект, что и их природные аналоги.

В следующем эксперименте Галло и его коллеги нейтрализовали данный эффект, удалив ген рецептора TLR-3 из генома мышей. По словам ученых, отключение этого гена сделало кожу грызунов нечувствительной к ультрафиолету и инъекциям поврежденной РНК, - покраснения кожи отсутствовали, так как здоровые клетки перестали выделять противовоспалительные белки.

Как отмечают биологи, препараты на основе молекул РНК можно использовать в качестве "замены" облучения в некоторых видах терапии.