Was können uns Schimpansen über die Krebsneigung des Menschen sagen?

Eine aktuelle Studie, die in der renommierten Fachzeitschrift veröffentlicht wurde Zellberichte findet Hinweise auf eine reduzierte funktionelle Aktivität bestimmter menschlicher Krebsgene (wie Brustkrebs-2-Gen oder BRCA2) nach der Divergenz vom letzten gemeinsamen Vorfahren Schimpanse-Mensch.

Studien: Hinweise auf eine reduzierte funktionelle BRCA2-Aktivität bei Homo sapiens nach Divergenz vom letzten gemeinsamen Vorfahren Schimpanse-Mensch. Bildnachweis: Lili Aini / Shutterstock

Krebs ist aufgrund der Aktivierung von Tumorsuppressorgenen sowie der Aktivierung von Onkogenen als genetische Krankheit gut dokumentiert. Im Durchschnitt sind Mutationen oder Veränderungen in 3-5 Krebsgenen für die Entstehung eines infiltrierenden bösartigen Tumors erforderlich.

Alle bisher bekannten Krebstreibergene untermauern im Wesentlichen drei zelluläre Kernprozesse: Zellschicksal, Zellhaltbarkeit und Genomerhaltung. Auch wenn dies für Krebs im Allgemeinen gilt, können verschiedene Gewebe spezifische Muster in Bezug auf Krebs und Gene aufweisen, auf die diese Kernprozesse abzielen.

Schimpansen haben mehr als 98 % Genomsequenzähnlichkeit mit Menschen. Seit der Abweichung vom letzten gemeinsamen Vorfahren Schimpanse und Mensch haben wir uns jedoch in Verbindung mit einer Fülle von geografischen, umweltbedingten, sozialen und Verhaltensänderungen entwickelt.

In dieser neuen Studie von Forschern des Memorial Sloan Kettering Cancer Center und des American Museum of Natural History in New York (USA) wurde die Hypothese aufgestellt, dass eine systematische Analyse der Evolution von Krebsgenen zwischen Menschen und nichtmenschlichen Primaten unterschiedliche Mechanismen aufzeigen würde, die damit zusammenhängen Krebsneigung.

Eine Mischung aus Evolutionstheorie und Bioinformatik

Um diese Hypothese zu beweisen, haben diese Wissenschaftler eine systematische Analyse von Menschen und 12 nichtmenschlichen Primaten durchgeführt, um Variationen in 401 Krebsgenen während der evolutionären Divergenz vom letzten gemeinsamen Vorfahren Schimpanse und Mensch zu untersuchen. Genetische Substitutionen in nicht-menschlichen Primaten-Krebsgenen wurden mit menschlichen Gensequenzen verglichen.

Um die identifizierten Substitutionen zu verstehen, filterte dieses Forschungsteam außerdem 499 menschenspezifische, nicht stille Substitutionen, indem es sie mit der Datenbank des 1000 Genomes Project (dh einem Katalog allgemeiner humangenetischer Variationen) verglich, um diejenigen zu lokalisieren, die in der heutigen menschlichen Bevölkerung fixiert sind .

Zusätzliche Experimente wurden durchgeführt, um insbesondere die Selektion von Primaten-BRCA2-Genen unter Verwendung einer Reihe von Evolutionsverfahren zu bewerten. Bemerkenswert ist, dass Mutationen in diesem Gen bei Frauen ein erhöhtes Risiko für die Entwicklung von Brust- oder Eierstockkrebs bedeuten.

Ein Katalog spezifischer Substitutionen

Kurz gesagt, die Forscher haben 395 menschenspezifische und nicht stille Substitutionen gefunden, die während der menschlichen Evolution entstanden sind. Robuste bioinformatische Ansätze, die sie eingesetzt haben, haben dazu beigetragen, eine Vielzahl von Substitutionen aufzudecken, die die Funktion von Proteinen verändern können.

Eine dieser Substitutionen wurde speziell in der evolutionär am stärksten konservierten Domäne des menschlichen BRCA2 gefunden. Bemerkenswerterweise bedeutet das konservierte Gen in diesem Zusammenhang, dass es während des gesamten Evolutionsprozesses im Wesentlichen unverändert geblieben ist; daher ist dies ein signifikanter Befund.

Darüber hinaus löst die Substitution eine 20%ige Verringerung der rekombinatorischen DNA-Reparaturfähigkeit aus, was bedeutet, dass die Schadensreaktion entspannter ist und die betroffene Person anfälliger für die Entwicklung eines bösartigen Tumors ist.

Auswirkungen über die Krebsforschung hinaus

Diese Ergebnisse zeigen, wie mächtig die Verschmelzung der Evolutionstheorie mit der Krebsgenomik tatsächlich ist, wenn es darum geht, neue Eigenschaften von Krebsgenen zu identifizieren. Folglich kann dies über die Krebsforschung (und möglicherweise die Krebsbehandlung) hinaus viel Nutzen haben.

„Eine ähnliche Strategie kann bei der Identifizierung potenziell neuer krankheitsbezogener Varianten bei anderen Hauptursachen für Morbidität und Mortalität beim Menschen, beispielsweise neurodegenerativen oder kardiovaskulären Erkrankungen, von Wert sein“, argumentieren die Autoren der Studie in diesem in der Zeitschrift veröffentlichten Artikel. Zellberichte.

Jedenfalls war die Erforschung dieser Hypothese nicht nur eine akademische Übung, wenn man bedenkt, dass bis 2025 weltweit jährlich etwa zwanzig Millionen Fälle bösartiger Erkrankungen gemeldet werden. Daher sind ähnliche Forschungsanstrengungen gerechtfertigt, um einen vollständigen Einblick in dieses komplexe Forschungspuzzle zu erhalten.

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