Одна мутация сделала людей уязвимее к раку, чем шимпанзе
Единственная генетическая замена в иммунном белке сделала человека более уязвимым к раку по сравнению с приматами. Эта мутация позволила опухолям отключать важный механизм защиты иммунной системы, что объяснило неэффективность некоторых видов иммунотерапии. Зная это, получится сделать лечение солидных опухолей эффективнее.
Несмотря на то, что геномы человека и шимпанзе, наших ближайших сохранившихся родственников, совпадают более чем на 98%, люди значительно чаще страдают от онкологических заболеваний. Это несоответствие указывает на существование тонких, но важных генетических отличий, которые появились в ходе эволюции человеческой линии. Их поиск может раскрыть фундаментальные причины предрасположенности людей к раку и подсказать новые пути для борьбы с ним.
Одна из перспективных областей современной онкологии — иммунотерапия. Подход использует ресурсы иммунной системы пациента, чтобы уничтожить раковые клетки. Например, терапия CAR-T клетками с химерным антигенным рецептором, основанная на активации Т-клеток, эффективна в лечении рака крови.
В борьбе с солидными опухолями — плотными образованиями, такими как рак молочной железы, яичников или толстой кишки — эффективность иммунотерапии остается ограниченной. Опухолевое микроокружение создает барьеры, которые мешают иммунным клеткам выполнять работу. Понимание этих барьеров — ключ к созданию более универсальных и мощных методов лечения.
Центральную роль в противоопухолевом иммунитете играет белок Fas-лиганд, или FasL. Он находится на поверхности активированных иммунных клеток, включая клетки Т-киллеры. Когда Т-киллер обнаруживает раковую клетку, его FasL связывается с рецептором Fas на поверхности опухолевой клетки. Это запускает в последней апоптоз, программу клеточного самоубийства.
По сути, FasL — это смертельное оружие иммунитета. Новое исследование посвящено вопросу, почему это оружие часто дает осечку в среде солидных опухолей человека.
Ученые провели детальный анализ гена, который кодирует белок FasL. Они сравнили последовательности белка у людей и других приматов, включая шимпанзе и макак-резусов. Результаты работы опубликованы в журнале Nature Communications.
Нашлось всего одно, решающее отличие в человеческой версии белка. В позиции 153 в аминокислотной цепи у человека стоит аминокислота серин, в то время как у остальных исследованных приматов в этом месте находится пролин. Дальнейшие эксперименты показали, что эта замена фатальным образом меняет свойства белка. Человеческий FasL c серином оказался крайне уязвимым для фермента плазмина.
Плазмин — это протеаза, то есть фермент, который расщепляет другие белки. Он активно вырабатывается многими агрессивными солидными опухолями, помогая разрушать окружающие ткани и метастазировать. Когда плазмин встречает человеческий FasL, плазмин разрезает его и тем самым полностью инактивирует. В то же время FasL приматов с пролином устойчив к действию плазмина. Пролин стабилизирует структуру белка и защищает его от атаки фермента.
Чтобы доказать причинно-следственную связь, ученые провели серию лабораторных тестов. Они создали рекомбинантные белки: обычный человеческий FasL, FasL макаки-резуса, а также две гибридные версии. В одной в человеческий FasL вернули «обезьяний» пролин, а в другой, наоборот, в FasL макаки вставили «человеческий» серин. Результаты были однозначными: любая версия FasL с серином расщеплялась плазмином, а любая версия с пролином оставалась невредимой.
Исследователи предположили, что если защитить человеческий FasL от плазмина, то противоопухолевая функция восстановится. Они проверили эту гипотезу двумя способами. Во-первых, использовали апротинин, это ингибитор плазмина. Во-вторых, разработали антитела, которые связывались с FasL рядом с местом разреза и физически мешали плазмину добраться до цели.
Оба подхода сработали. В присутствии ингибитора или защитных антител человеческий FasL снова мог уничтожать раковые клетки в среде с высоким содержанием плазмина. Теперь ученые планируют скомбинировать существующие виды иммунотерапии с блокаторами плазмина, чтобы резко повысить эффективность против солидных опухолей.
Помимо практической пользы, работа проливает свет на сложную историю эволюционных компромиссов. Мутация, которая сделала людей более уязвимыми к раку, могла быть полезной в другом контексте. Авторы выдвинули гипотезу, что ослабление функции FasL могло сыграть роль в увеличении размера мозга у предков человека.
Белок FasL участвует в регуляции апоптоза не только в иммунной системе, но и в ходе эмбрионального развития, в том числе в нервной системе. Ограничение его активности могло привести к меньшему отмиранию нейрональных клеток-предшественников, что способствовало росту коры головного мозга.
Таким образом, более высокий интеллект мог быть приобретен ценой повышенного риска развития онкологических заболеваний — классический пример антагонистической плейотропии, когда один ген оказывает разнонаправленное влияние на разные признаки организма.
Telegram 
Дзен 
VK Ученые РТУ МИРЭА и Сибирского федерального университета создали программный комплекс, который анализирует учебные планы вузов быстрее секунды и находит в них слабые места. Большинство учебных планов содержат скрытые противоречия, дублирования и неочевидные перекосы в подготовке специалистов. Это важно, потому что от качества учебного плана напрямую зависит, какие реальные навыки получат студенты и насколько они будут востребованы работодателями.
Ближайшие родственники человека — шимпанзе и бонобо — выстраивают дружественные связи по тем же принципам, что и люди, согласно теории социальных кругов. Исследователи впервые показали, что эта закономерность возникла задолго до появления человека.
Пяти постов на одну тему достаточно, чтобы сформировать мнение. Новое исследование показало, что убеждения в соцсетях фиксируются быстрее, чем включается критическое мышление.
Исследователи опросили более 60 тысяч испытуемых из разных стран и выяснили: чем больше человек зациклен на себе, тем холоднее он к своему партнеру. Правда, снижение накала страстей не всегда плохо, у этого есть и положительные стороны.
Около четырех миллиардов лет назад Солнечная система пребывала в хаосе: гигантские планеты сближались, меняли орбиты и выбрасывали своих соседей в межзвездное пространство. Хотя шансы на «выживание» лун Юпитера и Урана в этот период были крайне малы, астрономы показали, что их судьба может хранить следы древней катастрофы с участием «потерянной» планеты.
Изучив данные о скорости изменения температур ледяных спутников пятой и шестой планеты системы, астрономы обнаружили, что она слишком высока для по-настоящему ледяной поверхности. Оказалось, что эти тела покрыты материалом, по своим свойствам резко отличающимся от земного льда.
В высокогорных районах Гималаев появился новый хищник. Он не боится людей, возглавляет стаи собак и все чаще заходит в деревни. Местные жители называют его «кхипшанг». Речь идет о гибриде гималайского волка и бродячей собаки. Ученые опасаются, что этот зверь изменит хрупкий баланс местной дикой природы и в скором времени станет весьма опасным для человека.
В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
При совпадении нескольких условий наши глаза способны улавливать излучение в ближнем инфракрасном спектре. Тогда сетчатка начинает работать как нелинейный фотодетектор.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии