生命密码:你的第一本基因科普书

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生命密码:你的第一本基因科普书

生命密码:你的第一本基因科普书

作者:尹烨

开 本:大32开

书号ISBN:9787508694078

定价:68.0

出版时间:2017-02-01

出版社:中信出版社



TP53会编码产生一种 P53蛋白,负责监控基因的完整性。在完成这项工作时, P53不仅异常严厉,甚至格外残酷。如果发现 DNA受损,TP53就会促进DNA修复。一旦发现不可救药, TP53就会毫不犹豫地宣判异常细胞的死刑,启动凋亡程序,诱导相应细胞“自杀”,避免发生癌变。

正常工作的TP53基因可以将绝大部分癌变扼杀在萌芽之中。然而,如果TP53基因自身发生突变,其抑癌功能就会受到影响。

TP53基因的突变*常发生在编码P53蛋白质和DNA结合的部分。突变后生成的P53蛋白无法和目标 DNA 相结合,也就无法行使正常的检查和促进修复或凋零功能,癌症发生风险也就随之升高。

在人类基因组中,TP53基因独此一份,“别无分店”;如果不幸发生突变,这个保险系统就会失效。可是在大象体内,这个基因的拷贝数却有20份!要让它们挨个发生“叛变”,难度自然可想而知。

此外,大象的血细胞对 DNA 损伤异常敏感。虽然人类细胞也会在 DNA 损伤时启动凋亡程序自杀,但是大象的细胞在同样情况下,会以更高的速率完成这种自我摧毁的细胞凋亡过程。

可见,面对可能癌变的苗头,大象体内的细胞从不留情。这种异乎寻常的强大细胞清除能力,很可能是患癌大象比例如此之低的原因之一。

借个基因来防癌?

既然大象的抗癌能力这么强,我们能不能跟人家借个基因,用来提高自己的防癌水平呢?

也许,可以通过基因技术,给自己多加些 TP53 的拷贝?或者,合成些含抑癌基因的生物药剂,通过服用的方式,将这些基因整合到自己的基因组当中,让它们为我所用?想法固然美好,但是通过传统医学方法让人类基因发生改变,几乎是不可能的事。

从微观层面来说, DNA突变主要发生在细胞核里,靠口服药物摄入一般是到达不了的。况且,人体细胞数量以万亿记,要把包含1173个碱基对的TP53基因放到这么多细胞的染色体中,需要很多技术的综合运用,此外还有成本是否可接受,难度可想而知。

不过,近期的研究给了我们一丝希望。犹他大学的基因学家们成功合成了许多TP53基因,并将它们注射到人类细胞里。他们发现:接纳了这种合成基因的人类细胞,在 DNA 损伤机制被触发后的死亡数量明显增加。这么看来,导入这种基因,可以提升人类细胞对 DNA 损伤的敏感性。

但是,这些研究成果要真正转化为癌症疗法,估计还需要等上若干年。我们应该充分认识到,癌症的发生机制是非常复杂的,基因也仅仅是其中一个因素而已。癌症的发生跟遗传基因、环境、心情、饮食、生活方式等多种因素有关。所以,要想预防癌症,得从各个方面入手。而且,大型哺乳动物抗癌也不光靠 TP53 基因。英国利物浦大学的霍奥•佩德罗•德•马加拉斯教授通过测序弓头鲸基因组 , 指出小须鲸、弓头鲸等的基因组虽然不含TP53基因额外拷贝(与人类一样只有一个TP53基因),但仍然可以通过其他基因来抵御癌症侵扰(如核酸切除相关基因ERCC1,细胞周期相关基因PCNA,细胞受体基因MAPK及LAMTOR1)。这就是大象和弓头鲸的细胞数量分别是人的100倍和1000倍,但患癌症的风险却没有线性增长的原因。

伦敦癌症研究所的癌症生物学家梅尔文•格里夫斯认为,大型动物在体型变大的过程中,行动也变得越来越迟钝,新陈代谢和细胞分裂的速率随之降低。或许,这也是它们患癌概率低的原因之一。格里夫斯还表示,保护机制只能提供一定的帮助。如果大象也学会了吸烟或者饮食不健康,恐怕这些保护机制就不一定能抵御癌症了。

虽然我们暂时不能拥有如大象一般强大的基因组,但是目前很多关于癌症的风险因素已被发现:紫外线暴晒、吸烟、酗酒、甲醛超标、烧烤、熬夜、肥胖等多种现代社会常见的问题都会让人罹患癌症的概率增加。

所以,与其羡慕大象的基因,不如从今天开始,养成健康的生活习惯。

非洲森林象小贴士

中文名 非洲森林象

拉丁学名 Loxodonta cyclotis

英文名称 Africanforestelephant



别称 森林象、圆耳象

物种分类 动物界、脊索动物门、脊椎动物亚门、哺乳纲、真兽亚纲、长鼻

目、象科、非洲象属、非洲森林象种



非洲草原象小贴士

中文名 非洲草原象

拉丁学名 Loxodonta africana

英文名称 Africansavannaelephant



别称 非洲象、普通非洲象、草原象

物种分类 动物界、脊索动物门、脊椎动物亚门、哺乳纲、真兽亚纲、长鼻

目、象科、非洲象属、非洲草原象种

参考资料

1. E. Palkopoulou, M. Lipson, S. Mallick,S. Nielsen, N. Rohland. A comprehensive genomic history of extinct and living elephants[J].Proceedings of the National Academy of Sciences,2018,115 (11):201720554.

2. M. Tollis, A.M. Boddy, C.C. Maley. Peto’s Paradox:how has evolution solved the problem of cancer prevention?[J] . BMCBiology,2017,15(1):60.

3. Michael Keane, Jeremy Seme iks, Bo Thomsen, Joa˜ o Pedro de Magalhaes. Insights into the Evolution of Longevity fromthe Bowhead Whale Genome[J] . Cell Reports, 2015,10(1): 112-122.

4. Abegglen, L. M., Caulin, A. F., Chan,A., Lee, K., Robinson, R., Campbell,M. S. & Jensen, S. T. Potentialmechanisms for cancer resistance in elephants and comparative cellular responseto DNA damage in humans[J].Jama, 2015,314(17),1850-1860.

5. Peto, R., Roe, F. J., Lee, P. N., Levy,L., & Clack, J. Cancer and ageing inmice and men[J] . BritishJournal of Cancer, 1975,32(4), 411.

6. Sulak, M., Fong, L., Mika, K.,Chigurupati, S., Yon, L., Mongan, N. P., ... &Lynch, V. J. TP53 copy numberexpansion correlates with the evolution of increased body size and an enhancedDNA damage response in elephants[J].BioRxiv, 2015,028522.

7. Rozhok, A. I., & DeGregori, J.Toward an evolutionary model of cancer: Considering the mechanisms that governthe fate of somatic[J] . Proc Natl Acad Sci USA, 2015, 112(29):8914-8921.

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