抗损伤基因,强大的治愈力,极低的患癌风险。不,科学家们说的不是金刚狼或超人——是大白鲨。

史蒂芬·斯皮尔伯格《大白鲨》这部电影巨作中的明星,学名叫噬人鲨,以海洋食肉怪兽而闻名。但事实上,大白鲨可能提供有关自我修复DNA基因基础的线索。

Image: Wikimedia,CC BY

科学家首次成功地对大白鲨的整个基因组进行了测序。基因组是生物体的全部遗传物质——基因和DNA。一项新的研究显示,这些鲨鱼的DNA梯级上有46.3亿行信息,它们有41对染色体,而人类只有23对。

所以这项测序工作花了好几年时间。

但是科学家们认为这项工作是值得的,诺瓦东南大学的生物学家Mahmood Shivji告诉Business Insider网站。

他说:“众所周知,鲨鱼能够有效地愈合伤口,但没人知道为什么。”

这个新的基因组揭示了大量关于基因的秘密,可以解释为什么这些动物如此擅长愈合伤口和抵御疾病。

“我们可以从这些高度成功的进化奇迹中学到很多东西。其功能和设计是4亿年来极其精细进化的精髓。”

大白鲨是快速治疗者

大白鲨和其它鲨鱼似乎能够在短短几周内从严重的创伤中恢复过来——这些创伤可能来自冒险的求偶行为、与其它鲨鱼的搏斗或鱼叉捕猎。

Shivji和他的合著者发现,大白鲨比其它哺乳动物、鱼类和鸟类拥有更多的凝血基因,以及各种有助于新生皮肤和组织的蛋白质。

康奈尔大学的进化生物学家Michael Stanhope与Shivji共同领导了这项研究,他告诉《连线》杂志: “它们将其基因组的很大一部分用于伤口愈合。”

除了这种快速愈合能力之外,尽管鲨鱼体型庞大,但它们并不比人类更容易患上癌症。科学家们普遍认为,患癌几率应该随着生物体的体型增大和寿命延长而增加,因为细胞越多、寿命越长,就越有可能积累导致癌症的DNA损伤。

莫特海洋实验室的科学家在2018年的一项研究中写道,但是“在野外极少发现‘生病’的鲨鱼。”

大白鲨身长最多可达20英尺,体重最高可达7000磅,寿命最长可达40至70年,所以,它们没有增加患癌风险的这一事实表明,它们基因组中的某些物质提供了额外的保护。(鲨鱼的典型死亡原因包括与人类的互动,或者仅仅是衰老。)

根据这项新的研究,其中一个原因可能是大白鲨的基因密码隐藏了一种使整个基因组稳定的DNA对立面的平衡。

一方面,基因组中有很大比例的“跳跃基因”:它们复制自己的基因然后将自己插入基因组的各个部分。Shivji说,科学家们预计这些基因会使基因组更加不稳定,因为它们会在插入时破坏DNA链,从而增加基因编码出错和受损的风险。

这种基因组的不稳定性与人类较高的患癌风险以及与年龄相关的疾病(如阿尔茨海默氏症)有关。

但事实证明,鲨鱼的基因组通过稳定涉及DNA修复、损伤反应和损伤耐受性的基因而平衡了这些跳跃基因。

科学家们仍在研究基因组测序的应用,它为了解物种对疾病的抵抗力提供了前所未有的视角。
Image: 路透社/ Larry Downing

Shivji说,如此看来,尽管大白鲨体型大、寿命长,但它们已经开发出了一种保持基因组稳定的方法。

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鲨鱼的基因“超能力”可能对人类健康有应用价值

虽然鲨鱼可以防癌的说法仍在流传,但这种动物可能会患癌。据报道,在21种不同种类的软骨鱼类中,发现了44例癌变。软骨鱼类包含鲨鱼和刺鳐。据2016年的一项研究现实,在这44例报告中,大约三分之一是恶性的。

这种抗癌神话是鲨鱼-软骨药丸的基石,这种药丸的销售将导致人们继续在全球范围大量屠杀鲨鱼。大白鲨现已被国际自然保护联盟列为“濒危物种”。

Shivji强调,吃鲨鱼制品——例如软骨药丸或鱼翅汤——并不会提高你自己基因的抵癌能力。

Shivji说:“我们不想给人们留下‘吃鲨鱼治白病’的印象。这种说法就跟‘吃鲨鱼就能更好地屏住呼吸憋气’一样荒唐。”

但他补充说,鲨鱼基因组可以为科学家提供“可能对人类生物医学应用有用的信息”,包括“抗击癌症和与年龄相关的疾病,以及改善伤口愈合治疗的方法”。

然而,基于这些发现而开发的任何治疗方法都遥不可及——Stanhope告诉《连线》杂志,“这将需要数年的研究工作。”

Shivji说:“鲨鱼通过超过4亿年的时间来与免疫系统作斗争,并发展出这种不可思议的能力。它们究竟是如何做到这一点的?我们了解到的还只是皮毛。”

作者:Aylin Woodward, Futurism栏目编辑

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编辑:万鸿嘉

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