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Science:癌基因的另类用途——帮助鹿角生长!

来源:本站原创 2019-08-24 08:17

2019年8月24日讯 /生物谷BIOON /——鹿角是动物王国中生长最快的骨头之一:鹿、驼鹿、麋鹿和驯鹿在交配季节前的一个月内会长出长达半米的新骨头。现在,研究它们基因组的研究人员已经发现了其中的原理。促进和抑制癌症的基因是部分原因,这表明骨组织可能揭示了对抗癌症的新方法。

这项研究始于中国科学家和他们在国外的同事对44种反刍动物的基因组进行测序,包括牛、鹿、长颈鹿、叉角羚和其他具有复杂胃来消化植物的哺乳动物。这些反刍动物中有许多会长出骨质突出物,包括长颈鹿的皮肤和毛发覆盖的骨小骨;牛的角,有一个额外的硬鞘;叉角羚,每年都有鞘脱落;还有每年脱落的鹿角、麋鹿角和驼鹿角。

图片来源:https://cn.bing.com

然后,科学家们寻找这种头饰进化和发展的基因基础。来自中国西安西北工业大学的遗传学家Qiang Qiu和他的同事们在绵羊、山羊和鹿的16个活组织中,包括角和鹿角,找出了哪些基因是活跃的。他们还评估了哪些基因在某些动物的胚胎发育中起作用。

他们发现,所有这些动物的祖先都曾进化出角和鹿角。此外,Qiu和他的同事近日在《Science》杂志上报道说,当帮助构建神经、骨骼和皮肤组织的基因发生变化,并在形成这些骨突起时变得活跃时,就会出现这些新的结构。特别是,与骨骼形成和胚胎组织神经嵴的发育有关的基因的改变,可能是导致头饰出现的首要原因。作为骨帽起源单一的进一步证据,中国水鹿和两种没有鹿角的麝都有一个与骨形成相关的基因突变。

研究人员在普通鹿身上发现了八种活跃的基因,它们通常参与促进肿瘤的形成和生长。Qiu说,这表明鹿角的生长更像骨癌,而不是典型的骨头。然而,与肿瘤生长不受控制的骨癌不同,鹿角的生长受到抑制肿瘤和抑制肿瘤生长基因活性的严格控制。

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俄勒冈大学尤金分校的进化古生物学家Edward Davis没有参与这项研究,他表示:"鹿角基本上是利用一种可控的骨癌生长方式。"肿瘤促进基因的参与并不令人惊讶;令人惊讶的是癌症控制基因的参与。

但这一惊喜可能不仅仅是促进了鹿茸的生长。Qiu说,抑制癌症生长的基因通常也能预防癌症。例如,动物园记录的鹿患癌症的几率比其他哺乳动物低5倍,Davis说,这可能是鹿角进化的"意外惊喜"。(生物谷Bioon.com)

参考资料:

【1】Elizabeth Pennisi. Cancer genes help deer antlers grow. Science. DOI:10.1126/science.aay4620

【2】Yu Wang et al. Genetic basis of ruminant headgear and rapid antler regeneration. Science  21 Jun 2019: Vol. 364, Issue 6446, eaav6335 DOI: 10.1126/science.aav6335

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