Tumori, poligon kreativnosti prirode

Tumori su vrlo rasprostranjeni – nalazimo ih i kod životinja i kod biljaka. Ruski znanstvenici smatraju da služe i kao evolutivni eksperimentalni poligon za nove gene. Izvor: Patrick M.

Tumori su vrlo rasprostranjeni – nalazimo ih i kod životinja i kod biljaka. Ruski znanstvenici smatraju da služe i kao evolutivni eksperimentalni poligon za nove gene. Izvor: Patrick M.

Znanstvenici iz Sankt-Peterburga ponudili su fascinantan uvid u evolutivnu funkciju tumora kod biljaka, životinja i ljudi: naizgled paradoksalno, tumori služe kao eksperimentalni poligoni za testiranje novih gena. Naime, da bi se naslijedili, novi geni moraju se javiti u spolnim stanicama. No gen s novom funkcijom ometat će rad normalnih stanica i tkiva, pa će odmah biti uklonjen. Zato su tu – tumori.

Evolucija nije moguća bez pojave novih osobina a samim tim i novih gena. Kako bi ti geni postali nasljedni, odnosno kako ne bi nestali zajedno sa svojim vlasnikom, nužno je da se stvore u spolnim stanicama. Osim toga, novi gen je ujedno i nova funkcija koja se negdje mora isprobati. Po mišljenju direktora sanktpeterburškog Biomedicinskog središta, doktora bioloških znanosti Andreja Kozlova, tumor predstavlja idealan poligon za testiranje novog gena.

Andrej Kozlov: Naša teorija evolucijske uloge tumora predviđa da se evolucijski novi geni moraju javiti u spolnim stanicama da bi postali nasljedni, i da funkcioniraju kod tumora kako bi zatim doveli do začetka novih vrsta stanica, tkiva i organa. Iz toga slijedi predviđanje da bi geni za rak testisa trebali biti novi u evolucijskom smislu – što smo i dokazali.

Nedavno je ta hipoteza još jednom eksperimentalno potvrđena. Stručnjaci Biomedicinskog centra i Centra za genomsku bioinformatiku „F. G. Dobržanski” Sanktpeterburškog državnog sveučilišta otkrili su da se porodica gena koji su aktivni samo kod tumora testisa (u kojima se stvaraju muške spolne stanice) pojavila relativno nedavno po evolucijskim standardima.

Radi se o takozvanim CT genima (od lat. Cancer / testis) koji funkcioniraju u stanicama testisa iz kojih se formiraju spermatozoidi. Osim toga, oni funkcioniraju i u raznim tumorima kod čovjeka – kod melanoma, hepatocelularnog karcinoma, sarkoma, malignih tumora krvi, mokraćnog mjehura, pluća, dojke, prostate, jajnika – i kodiraju proteine ​​specifične za tumore testisa. Mnogi CT proteini izazivaju jak imunološki odgovor, a osim toga, funkcije CT gena još uvijek nisu poznate. Dakle, imamo porodicu gena s neformiranom funkcijom, koji su aktivni samo u spolnim i tumorskim stanicama. Ako bi se pokazalo da je CT porodica još i relativno nova, hipoteza o evolucijskoj ulozi tumora dobila bi eksperimentalnu potvrdu.

„Nije slučajnost što se bavimo proučavanjem evolucijski novih CT gena. Naša teorija evolucijske uloge tumora predviđa da se evolucijski novi geni moraju pojaviti u spolnim stanicama da bi postali naslijedni, i da funkcioniraju kod tumora kako bi zatim doveli do začetka novih vrsta stanica, tkiva i organa. Iz toga slijedi predviđanje da bi geni za rak testisa trebali biti novi u evolucijskom smislu – što smo i dokazali”, ističe Andrej Kozlov.

Znanstvenici su usporedili sekvence slične CT genima kod vrsta koje su na različitim stupnjevima evolucijske ljestvice: kod čovjeka, čimpanze, makaki majmuna, vuka, bika, miša, sivog štakora, kokoši, danio ribice, vinske mušice, afričkog komarca, nematode (valjkastog crva), kod nekoliko vrsta kvasaca i patogenih gljivica, protozoa – uzročnika malarije, arabidopsisa i riže. U ljudskom genomu nalazi se više od dvije stotine CT sekvenci. Utvrđeno je da se značajan dio njih – 72,5 posto – pojavio znatno kasnije od drugih gena našeg genoma, za vrijeme ili poslije nastanka placentarnih životinja, a više od trećine – kasnije i od toga, tek kod uskonosih majmuna, hominida ili čovjeka. S druge strane, većina ostalih naših gena (76%) starija je od placentarnih. Među ljudskim genima koji kodiraju proteine ​​ima svega 163 sekvence karakteristične za čovjeka, od kojih 33 pripada CT kategoriji. Stoga ti geni zaista pripadaju evolucijski novoj, mladoj porodici.

Gen s novom funkcijom bez sumnje će ometati rad normalnih stanica i tkiva. On će odmah biti „primjećen i uklonjen” prirodnom selekcijom, i u tom slučaju za novajliju nema budućnosti. Jedini način je nove osobine isprobati u stanicama koje ne obavljaju vitalne funkcije. A takve stanice u organizmu postoje – to su stanice tumora.

Zašto istraživači pripisuju upravo tumorima ulogu probnog poligona za nove gene? Radi se o tome da će gen s novom funkcijom nesumnjivo ometati rad normalnih stanica i tkiva. On će odmah biti „primjećen i uklonjen” prirodnom selekcijom, i u tom slučaju za novajliju nema budućnosti. Jedini način je nove osobine isprobati u stanicama koje ne obavljaju vitalne, odnosno za život važne funkcije. A takve stanice u organizmu postoje – to su stanice tumora. One nisu diferencirane i u slučaju pojave gena s korisnom funkcijom, tumor bi svakako mogao dovesti do pojave nove vrste stanica.

Takva pretpostavka nije nimalo nevjerojatna, pogotovo ako se uzme u obzir velika rasprostranjenost tumora: oni su pronađeni u gotovo svim višestaničnim organizmima, i kod životinja i kod biljaka. Nedavno su znanstvenici iz Sankt-Peterburga opisali prvi slučaj umjetne selekcije benignog tumora – „kapicu” na glavi mužjaka zlatne ribice koja je vrlo cijenjena kod akvarista. Istraživači su na taj način pronašli još jednu potvrdu za svoju hipotezu.

Ruski tekst na portalu S&T RF