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2023-01-01 11:12

关于人类的癌症倾向,黑猩猩能告诉我们什么?

最近发表在著名杂志《细胞报告》上的一项研究发现,随着黑猩猩——人类最后的共同祖先——的分化,某些人类癌症基因(如乳腺癌2基因或BRCA2)的功能活性降低了。

由于肿瘤抑制基因的激活以及致癌基因的激活,癌症已被充分证明是一种遗传疾病。平均而言,浸润性恶性肿瘤的发展需要3-5个癌基因的突变或改变。

迄今为止,所有已知的癌症驱动基因基本上支撑着三个核心细胞过程:细胞命运、细胞持久性和基因组维护。尽管这对于一般的癌症来说是正确的,但不同的组织对于癌症和这些核心过程中的靶向基因都有特定的模式

黑猩猩与人类有98%以上的基因组序列相似。然而,自从黑猩猩——人类最后的共同祖先——出现分化以来,我们的进化伴随着大量的地理、环境、社会和行为的改变。

美国纽约纪念斯隆凯特琳癌症中心和美国自然历史博物馆的研究人员在这项新研究中假设,对人类和非人类灵长类动物之间的癌症基因进化进行系统分析,将揭示与癌症倾向相关的不同机制。

进化的混合一元理论和生物信息学

为了证明这一假设,这些科学家对人类和12种非人类灵长类动物进行了系统分析,以调查黑猩猩(人类最后的共同祖先)进化分化过程中401个癌症基因的变异。非人灵长类动物癌症基因的遗传替换与人类基因序列进行了比较。

此外,为了理解已确定的替换,该研究小组通过将它们与1000个基因组计划数据库(即常见的人类遗传变异目录)进行比较,筛选出了499个人类特有的非沉默替换,以确定那些固定在当代人类群体中的替换。

通过一系列的进化方法,对灵长类动物BRCA2基因的选择进行了进一步的研究。值得注意的是,这种基因的突变会增加女性患乳腺癌或卵巢癌的风险。

特定替换的目录

简而言之,研究人员发现了人类进化过程中出现的395种人类特有的非无声替代。他们所采用的强大的生物信息学方法帮助揭示了可以改变蛋白质功能的无数替代品。

其中一种替代是在人类BRCA2中最进化保守的区域中特别发现的。值得注意的是,在这种情况下,保守基因意味着它在整个进化过程中基本保持不变;因此,这是一个重要的发现。

此外,这种替代引发重组DNA修复能力降低20%,这意味着损伤反应放松,受影响的个体更容易发展成恶性肿瘤。

癌症研究之外的影响

这些发现表明,如果目标是识别癌症基因的新特性,那么进化理论与癌症基因组学的结合实际上是多么强大。因此,这可能在癌症研究(以及潜在的癌症治疗)之外有很多用途。

无论如何,探索这一假设不仅仅是一种学术活动,因为到2025年,全世界每年将报告大约2000万例恶性疾病。因此,类似的研究努力将获得一个完整的洞察这一复杂的研究难题。