Các khối u là kết quả của sự tích tụ các đột biến gen làm tăng nguy cơ theo tuổi tác. Tuy nhiên, không giống như con người, voi dường như đi ngược lại xu hướng này. Mặc dù có kích thước cơ thể to lớn và tuổi thọ tương đương với con người, tỷ lệ tử vong do ung thư ở voi ước tính dưới 5% (thay vì lên tới 25% ở người).
Voi có 20 bản sao của gen p53, được mệnh danh là “người bảo vệ bộ gen”. Theo các nhà khoa học, khả năng chống ung thư cao của voi có liên quan đến những gen này.
Trong một nghiên cứu mới, các nhà khoa học từ bảy tổ chức nghiên cứu, bao gồm cả Đại học Oxford và Đại học Edinburgh, đã sử dụng mô hình tin sinh học tiên phong để xác định các tương tác phân tử của protein p53 được biết là có tác dụng bảo vệ chống lại ung thư.
P53 điều chỉnh cơ chế sửa chữa của DNA. Nó cũng ngăn chặn sự tăng trưởng tế bào không kiểm soát được. Sự kích hoạt protein này xảy ra khi DNA bị hư hỏng. Sau khi kích hoạt, nó giúp điều phối phản ứng tạm dừng quá trình sao chép DNA và sửa chữa mọi bản sao chưa được chỉnh sửa của tế bào. Trong các tế bào được sao chép với DNA không bị hư hại, hoạt động sửa chữa p53 là không cần thiết và bị bất hoạt bởi một protein khác, gen gây ung thư MDM2 E3 ubiquitin ligase.
Các tế bào khỏe mạnh sinh sôi nảy nở và tái tạo, sửa chữa các tế bào bị hư hỏng và loại bỏ các tế bào không sửa chữa được hoặc bị hư hại đáng kể tùy thuộc vào sự tương tác được điều chỉnh, hay còn gọi là “bắt tay” giữa p53 và MDM2.
Voi dường như có 40 alen hoặc các phiên bản từ 53 gen pXNUMX, nhưng mỗi gen có cấu trúc hơi khác nhau. Điều này mang lại cho voi phạm vi tương tác chống ung thư phân tử rộng hơn so với con người chỉ có hai alen từ một gen duy nhất.
Nhờ phân tích sinh hóa và mô phỏng máy tính, các nhà khoa học có thể phân biệt được tương tác bắt tay giữa các dạng đồng phân p53 khác nhau của voi và MDM2. Họ phát hiện ra rằng những biến đổi nhỏ trong trình tự phân tử gây ra các cấu trúc phân tử khác nhau cho mỗi phân tử p53. Các biến thể cấu trúc nhỏ làm thay đổi đáng kể cấu trúc ba chiều của isoform và sự bắt tay giữa p53 và MDM2.
Nhóm nghiên cứu phát hiện ra rằng, do những thay đổi trong trình tự mã hóa và cấu trúc phân tử, một số p53 đã thoát khỏi sự tương tác với MDM2 mà thông thường sẽ dẫn đến việc chúng bị bất hoạt.
Đồng tác giả Giáo sư Robin Fåhraeus, INSERM, Paris, cho biết: “Đây là một sự phát triển thú vị giúp chúng tôi hiểu rõ hơn về cách p53 góp phần ngăn ngừa sự phát triển của bệnh ung thư. Ở người, cùng một loại protein p53 chịu trách nhiệm quyết định xem các tế bào nên ngừng tăng sinh hay chuyển sang giai đoạn apoptosis, nhưng rất khó để làm sáng tỏ làm thế nào p53 đưa ra quyết định này. Sự tồn tại của một số dạng đồng phân p53 ở voi với các khả năng tương tác khác nhau với MDM2 mang lại một cách tiếp cận mới thú vị nhằm làm sáng tỏ hoạt động ức chế khối u của p53”.
Tác giả tương ứng, Tiến sĩ Konstantinos Karakostis, Đại học tự trị Barcelona, lưu ý: “Về mặt khái niệm, sự tích tụ của các nhóm p53 được biến đổi cấu trúc, điều chỉnh chung hoặc hiệp đồng các phản ứng đối với các căng thẳng khác nhau trong tế bào, thiết lập một mô hình cơ chế thay thế về điều hòa tế bào có ý nghĩa tiềm năng cao đối với các ứng dụng y sinh.”
Tạp chí tham khảo:
- Monikaben Padariya, Mia-Lyn Jooste và cộng sự. Các dạng đồng phân của Elephant Evolved p53 giúp thoát khỏi sự ức chế và ung thư qua trung gian MDM2. Sinh học phân tử và tiến hóa, Tập 39, Số 7, tháng 2022 năm 149, msacXNUMX. DOI: 10.1093 / molbev / msac149
