Расшифрованный геном белой акулы поможет справиться с раком и возрастными заболеваниями

Учёные впервые расшифровали геном белой акулы. К удивлению исследователей, он оказался необычайно хорошо защищён от вредных мутаций. Есть надежда, что медицина сможет позаимствовать у хищника некоторые решения для борьбы с раком и другими болезнями.

Подробности исследования описаны в научной статье, принятой в издание PNAS.

Белая акула известна своими впечатляющими габаритами (до шести метров и до 3200 килограммов), а также способностью нырять на глубину более километра. Мощный хищник обрёл дурную славу благодаря фильму "Челюсти", но "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) уже объясняли, что агрессивность этих животных преувеличена.

Зачем учёным понадобилось расшифровывать их геном? Прежде всего, такая процедура имеет смысл для любого вида. Например, она позволяет уточнить его происхождение и место на эволюционном древе. Однако белая акула ещё и находится на грани исчезновения. Генетическая информация могла бы подсказать учёным, как сохранить для потомков этих примечательных существ.

Однако в данном случае учёные нашли много больше того, что искали. Они обнаружили множество генов, улучшающих репарацию ДНК, то есть восстановление её после повреждений. Эти гены были поддержаны положительным естественным отбором: их носители в среднем давали больше потомства (в распоряжении генетиков есть средства, позволяющие выяснить, был ли ген поддержан таким отбором).

Это интересно с медицинской точки зрения. Известно, что накапливающиеся дефекты в ДНК повышают вероятность развития рака и возрастных заболеваний, да и вообще мутации гораздо чаще оказываются вредными, чем полезными. Возможно, медицина позаимствует у хищника некоторые из этих механизмов.

Почему именно белая акула приобрела такое количество этих несомненно полезных генов? Возможно, ответ даёт ещё одно открытие авторов. Как оказалось, ДНК "подопытной" почти на 30% состоит из транспозона LINE. Это один из самых высоких процентов среди позвоночных на сегодняшний день.

Поясним, что транспозон – это участок ДНК, обладающий способностью копировать себя и снова и снова встраивать свои копии в "родную" нить ДНК, фактически размножаясь в ней. Транспозоны очень распространены в геноме практически всех видов. Однако LINE выделяется из них тем, что повышает опасность мутаций.

Видимо, защитные механизмы сформировались как средство противостоять LINE. Однако в качестве побочного эффекта они предохраняют гены хищника и от любых других повреждений.
 

Исследователи сравнили геном белой акулы с геномами множества других позвоночных, от китовой акулы до человека.

Многие гены, стабилизирующие ДНК, оказались общими для обеих акул. Интересно, что обе рыбы отличаются большими размерами и солидной продолжительностью жизни.

Обычно такие животные больше подвержены риску онкологических заболеваний, чем мелкие и короткоживущие. Это понятно: чем больше в теле клеток и чем больше делений им доводится испытать, тем больше вероятность, что произойдут гибельные мутации, превращающие обычную клетку в раковую. Однако упомянутые акулы, по всей видимости, составляют исключение из этого правила благодаря своей защите от мутаций (как и некоторые другие виды). Человеку тоже было бы неплохо научиться быть таким исключением.

Кроме того, биологи обнаружили несколько генов, связанных с заживлением ран, в том числе со свёртываемостью крови. Эти гены также были поддержаны отбором. Белые акулы известны своей впечатляющей живучестью: вместо "заживает как на собаке" уместно говорить "заживает как на акуле". Теперь раскрыты по крайней мере некоторые из генетических механизмов этой "суперспособности", и её тоже могла бы взять на вооружение медицина.

Речь не обязательно идёт о том, чтобы редактировать ДНК человека (хотя такие попытки уже предпринимаются). Ген – это инструкция по синтезу белка, а уж белок выполняет в организме всю работу, которую принято называть работой гена. Нужные белки или их более простые аналоги можно искусственно синтезировать с помощью генетически модифицированных организмов и давать человеку в виде лекарств. Так, например, синтезируется инсулин, жизненно необходимый больным сахарным диабетом первого типа.

Отметим, что выполненная работа – это только первый шаг. Расшифровать геном – значит выписать последовательность нуклеотидов, из которых состоит нить ДНК. В ней можно опознать гены, функции которых уже известны (например, уже упоминавшиеся защитные). Но для большинства генов нет информации, зачем они нужны организму, и это относится не только к белой акуле, но и практически к любому другому виду. Так что предстоит немало исследований, прежде чем акулья ДНК раскроет биологам все свои тайны. Здесь уместно привести ещё одну деталь: геном белой акулы оказался в 1,5 раза длиннее, чем у человека.