Тасманийските дяволи еволюират, за да устоят на смъртоносен рак

Недялка Аценова Последна промяна на 17 September 2016 в 11:15 17634 0

Андрю Сторфер (Andrew Storfer), професор по еволюционна генетика от Вашингтонския държавен университет и международен екип от учени са открили, че тасманийските дяволи еволюират в отговор на силно смъртоносна и заразна форма на рак.

Учените са открили, че два региона в геномите на емблематичните австралийски двуутробни се променят в отговор на бързото разпостранение на болестта дяволски лицев тумор (БДЛТ), почти 100% фатален и преносим рак, открит през 1996.

Публикацията, излязла в Нейчър Къмюникейшънс (Nature Communications), предполага че някои популации от тасманийски дяволи са еволюирали да са генетически устойчиви спрямо БДЛТ, което помага на вида да не изчезне.

В допълнение получена геномна информация ще помогне на бъдещи медицински проучвания изследващи бързата еволюция на животните в отговор на рака и други патогени.

„Нашето изследване дава надежда за бъдещото оцеляване на тасманийския дявол пред лицето на тази опустошителна болест. В края на краищата то може да подпомогне директно бъдещи изследвания, занимаващи се с важни въпроси за еволюция на раковото предаване и какво причинява ремисията и появаването наново на рака и други болести” – казва Сторфер.

Болестта убива 80% от животните

Тасманийските дяволи са най-големите хищни двуутробни в света и важна част от природното наследство на Австралия. Те са набити, със сравнително голяма, широка глава и къса, дебела опашка. Козината е почти или напълно черна, но имат бели ивици по опашката и гърдите. Размерът на тялото варира в широки граници в зависимост от начина на хранене и обитанието. Възрастните мъжки са по-едри от възрастните женски. Големите мъжки тежат до 12 кг и достигат до 30 см дължина на рамото. Те живеят по крайбрежието, отворени сухи склерофилни гори и смесени склерофилно-дъждовни гори, на практика – почти навсякъде, където могат да се скрият и намерят убежище през деня и храна през нощта. Тасманийския дявол е основно мършояд и се храни с каквото намери. Яде дребни кенгура и различни бозайници и птици – или като плячка, или остатъци. Също така в стомасите им са откривани и влечуги, земноводни и насекоми. Трупове от овце и говеда прадставляват храна за тасманийския дявол в местностите с ферми. Дяволите поддържат хигиената на фермите и полетата като ги прочистват от трупове. Те са известни с шумното си общо хранене от трупове – шума и проявите са използвани за установяване на доминатност в глутницата.

Дяволите са нощни, високо социални и показват значителна агресия един към друг, което често включва хапане по лицето. Това понякога предава БДЛТ, една от само трите познати предаваеми форми на рак и засега най-смъртоносната. Другите са кучешкия преносим венерически тумор,който съществува от поне 11 000 години и като цяло не е фатален за домашните кучета, и наскоро открит рак, засягащ морските двучерупкови мекотели на източния бряг на Северна Америка, но смъртността не е известна.

Наскоро при тасманийския дявол е описана втора преносима ракова клетъчна линия. Този тумор има подобни симптоми, но има независим произход – от мъжкия дявол (оригиналния тумор идва от женските) и има друг кариотип (брой и вид на хромозомите в ядрото на еукариотна клетка). Имайки предвид скорошното откриване на втория тумор през 2014, разпространението му и еволюционни влияния върху популациите на тасманийските дяволи са засега неизвестни. Въпреки това появата на втория тумор оформя хипотезата, че комбинацията от уникалната история на живота и историческата демография на тасманийския дявол са създали идеалната среда за еволюцията на преносимите ракове.

Освен това популациите са преминали през масови измирания и има доказателства за ниско генетично разнообразие в цялото им сегашно географско разпостранение.

Двадесет години от откриването на БДЛТ, е изчислено, че болестта е унищожила 80% от дяволите в Тасмания – единственото място в света, където тези животни се срещат.

Снимка: www.abc.net.au

Колекциите предоставят уникална изследователска възможност

Въпреки моделите, които предсказват изчезване популациите на тасманийски дяволи в места, където дълго време има заболяемост, те устояват. Сторфер изучава БДЛТ почти десетилетие заедно с колеги от САЩ, Великобритания и Австралия, за да открият дали има генетичен компонент при оцеляването на някои дяволи.

„Ако болестта убива 90% от животните, може да се каже, че 10% от тях са генетично различни. Ние търсим части от генома, които показват това различие” – казва съавторът Пол Хоухенлои (Paul Hohenlohe), асистент по биология в Университета в Айдахо.

Надежда за развъждане на устойчиви дяволи

Изследвани са SNPs (единични нуклеотидни полиморфизми - single nucleotide polymorphisms) при 294 животни. SNPs са вариации на единичен нуклеотид, срещащи се на специфично място в генома, където всяка вариация е представена в значителна степен в популацията – повече от 1%. Например: определена позиция в човешкия геном, при повечето хора, се заема от базата С, но при малк част от тях на нейно място е базата А. Това означава, че има SNP на тази базова позиция и двата възможни нуклеотидни варианта – С или А, са алели за тази базова позиция. SNPs са в основата на различнията в нашата устойчивост към болести; широка гама от човешки болести, например сърповидно-клетъчната анемия, бета таласемията, кистозна фиброза са резултат от тях. Сериозността на болестта и начина по който нашето тяло реагира на лечението са също прояви на генетични варианти. Например единична базова мутация в гена за аполипопротеин Е е свързана с по-висок риск от болестта на Алцхаймер.

Мена Джоунс (Menna Jones) – еколог по диви животни и доцент, съавтор на изследването от Тасманийския Университет, и нейният екип са събрали и съхранили голяма съкровищница от дяволска ДНК, преди и след инвазията на БДЛТ. Честотата на гените в специфични региони на стара ДНК са сравнени с честотата на гените в съответните региони от ДНК събрани при последващата поява на БДЛТ на три места в Тасмания.

Сторфер и колегите са идентифицирали два малки геномни участъка в пробите от ДНК от трите района. В участъците се виждат значителни промени в отговор на силната селекция, наложена от болестта. Пет от седем гена в тези два участъка са свързани с рака или имунна функция при други бозайници, което предполага, че тасманийските дяволи са еволюирали да се защитават срещу БДЛТ.

Учените в момента търсят точното предназначение на геномните участъци, набелязани при изследването.

Те се надяват, че здрави дяволи с ДНК, очевидно устойчива на БДЛТ, могат да се размножат, за да подсилят генетичното разнообразие на извъностровни пленени популации, държани за застраховка в случай, че в бъдеще възникне необходимост да се възстановят естествените популации.

Използвани източници:

http://phys.org/news/2016-08-tasmanian-devils-evolve-resist-deadly.html

http://www.nature.com/articles/ncomms12684

http://www.tassiedevil.com.au/tasdevil.nsf/About-Tasmanian-devils/611F4851DA7D24A6CA2578E1002032AF

Виж още за:
    Най-важното
    Всички новини

    Още от Животът

    Коментари

    За писането на коментар е необходима регистрация.
    Моля, регистрирайте се от TУК!
    Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!

    Няма коментари към тази новина !