Aproape toate animalele fac sex. Adica, ADN-ul din sperma si oua este schimbat pentru a crea urmasi cu un amestec de gene ambele parinti.
Este norma si in plante, unde polenul de la o planta fertilizeaza alta. Chiar si bacteriile au o forma primitiva de sex, unde extind o apendice, numita pilus, pentru a trece ADN-ul de la o celula la alta.
In termeni evolutivi, acest lucru poate parea contraproductiv. De ce ar vrea cineva sa transmita doar urmasilor ADN-ului lor, in loc sa produca o clona asexual?
Dar pentru multe specii, acest schimb de materiale genetice este esential pentru supravietuire si a fost selectat constant pentru intreaga evolutie.
Si avand in vedere alternativa, este usor de vazut de ce.
Exista unele organisme care si-au pierdut capacitatea de a face sex – cum ar fi viermi rotunzi auto-fertili, un peste numit molly Amazon si anumite amoebe. Fara posibilitatea de remaniere a ADN-ului intre indivizi care nu au legatura, erorile genetice se acumuleaza.
Acest fenomen este cunoscut sub numele de clichet al lui Muller si a fost observat in multe organisme asexuale. Orice mutatie proasta care este preluata de organism – o rotatie a clichetului – va fi transmisa urmasilor sai, fara a reveni la versiunea initiala a genei.
Cand descendentii se reproduc, aceste mutatii sunt transmise din nou, impreuna cu orice mutatii suplimentare dobandite in timpul vietii sale. Cu fiecare generatie, mutatiile nocive se acumuleaza si clichetul se strange, pana cand specia nu mai este viabila.
Celulele canceroase sunt asexuale
Celulele canceroase se impart rapid – culegand o multime de erori ale ADN-ului in timp ce fac acest lucru – si pot fi gandite ca o armata de amebe asexuale. Si oamenii de stiinta care lucreaza la TRACERx, proiectul nostru de 14 milioane lire sterline pentru a intelege evolutia cancerului pulmonar, au utilizat aceasta comparatie pentru a explica un fenomen misterios observat in celulele tumorale.
Uitandu-va la o celula canceroasa la microscop, nu veti vedea 46 de cromozomi ambalati intr-un tesut sanatos ambalat. ADN-ul lor este in haos, cu sectiuni de cromozomi schimbate, duplicate sau lipsa toate la un loc.
Si in unele celule canceroase, oamenii de stiinta au observat ceva si mai neobisnuit, cunoscut sub denumirea de dublarea genomului intreg.
„Atunci cand analizam tumorile si in special cancerul pulmonar, vedem ca multi dintre ei si-au dublat genomul la un moment dat in istoria lor evolutiva. Aproape fiecare cromozom pare sa fi fost duplicat, deci exista mult mai mult ADN decat intr-un normal celula “, explica dr. Nicky McGranahan, conducator comun pentru echipa TRACERx de la University College London.
Pana acum, motivul pentru asta a ramas un mister.
Anvelopa de rezerva a cancerului
“Ne-am gandit ca ar putea exista de fapt un avantaj de supravietuire a cancerului de a-si dubla genomul. Progresia cancerului este un proces evolutiv, si astfel se aplica principiile selectiei naturale darwiniene.”
Teoria echipei a fost aceea ca, avand o copie suplimentara a codului lor genetic, in esenta o anvelopa de rezerva genetica, ar putea beneficia de celulele canceroase. Daca o copie a genomului ar castiga o mutatie letala, celula ar putea continua sa supravietuiasca si sa se divizeze, gratie celei de-a doua copii a acesteia.
Pentru a testa acest lucru, cercetatorii au creat un model computerizat pentru a recrea conditiile de evolutie a cancerului si a determina daca, in teorie, selectia naturala ar putea favoriza dublarea intregului genom. Si se pare ca a facut-o.
“Simularile noastre au descoperit ca, avand in vedere o rata suficient de mare de mutatii daunatoare, evolutia ar favoriza dublarea genomului”, explica McGranahan.
Rezultatele au adaugat greutate teoriei lor, indicand ca in circumstantele corecte, o a doua copie a genomului ar putea beneficia de celulele canceroase prin contracararea efectelor negative ale erorilor ADN care se acumuleaza pe masura ce celulele canceroase se divid.
Dar, pentru a pune cu adevarat teoria la incercare, aveau nevoie de mai mult decat de modele. Pentru aceasta, echipa a apelat la probe de cancer pulmonar de la persoane inscrise in studiul TRACERx. Si aproape imediat s-a confruntat cu o problema.
In cautarea gaurilor de gloante
“Ceea ce este complicat in studierea evolutiei cancerului este ca atunci cand analizam o tumoare, ne uitam doar la celulele canceroase care sunt vii. Acest lucru este in contrast cu studierea biologiei evolutive, cand putem privi inregistrarea fosilelor, care ofera o bogatie de informatii despre pragurile evolutive care nu au dus nicaieri “.
cereri barbati bogati si singuri matrimoniale http://salestaxreturns.net/__media__/js/netsoltrademark.php?d=ematrimoniale.net/
matrimoniale baia mare barbati http://ieeetravelonline.info/__media__/js/netsoltrademark.php?d=ematrimoniale.net/matrimoniale/alba
matrimoniale femei reghin http://www.trovagenova.it/openads/Openads-2.0.11/adclick.php?bannerid=44&zoneid=47&source=&dest=https://ematrimoniale.net/matrimoniale/arad
matrimoniale motru http://www.o2shop.com/__media__/js/netsoltrademark.php?d=ematrimoniale.net/matrimoniale/arges
matrimoniale vâlcea http://ggfg.com/__media__/js/netsoltrademark.php?d=ematrimoniale.net/matrimoniale/bacau
matrimoniale cupluri pitesti https://www.yhkeystone.co.kr/lib/login.reload.php?url=https://ematrimoniale.net/matrimoniale/bihor
matrimoniale chisinau femei http://coloryourprofyle.com/__media__/js/netsoltrademark.php?d=ematrimoniale.net/matrimoniale/bistrita-nasaud
matrimoniale barbati cu numar de telefon http://nreason.com/__media__/js/netsoltrademark.php?d=ematrimoniale.net/matrimoniale/botosani
matrimoniale sighisoara http://svpwr.com/__media__/js/netsoltrademark.php?d=ematrimoniale.net/matrimoniale/braila
matrimoniale rosiori de vede teleorman http://www.rtruth.net/__media__/js/netsoltrademark.php?d=ematrimoniale.net/matrimoniale/sibiu/slimnic
matrimoniale casatorie femei oradea http://banyansec-archive.com/__media__/js/netsoltrademark.php?d=ematrimoniale.net/matrimoniale/sibiu/sura-mare
matrimoniale focsani 2015 http://elumit.com/__media__/js/netsoltrademark.php?d=ematrimoniale.net/matrimoniale/sibiu/sura-mica
excorte matrimoniale http://www.retailliving.net/__media__/js/netsoltrademark.php?d=ematrimoniale.net/matrimoniale/sibiu/talmaciu
publi24.ro/anunturi/matrimoniale http://winninggoals.com/__media__/js/netsoltrademark.php?d=ematrimoniale.net/matrimoniale/sibiu/tarnava
matrimoniale bistrita cu nr de tel http://viotar.com/__media__/js/netsoltrademark.php?d=ematrimoniale.net/matrimoniale/sibiu/tilisca
publi 24 matrimoniale buc http://rmxp.org/__media__/js/netsoltrademark.php?d=ematrimoniale.net/matrimoniale/sibiu/turnu-rosu
anunturi matrimoniale cupidon http://213.187.11.51/language.php?language=en&referer=https://ematrimoniale.net/matrimoniale/sibiu/valea-viilor
matrimoniale gay cluj http://dvfuller.com/__media__/js/netsoltrademark.php?d=ematrimoniale.net/matrimoniale/sibiu/vurpar
publi24 timişoara matrimoniale http://www.sing4kids.com/__media__/js/netsoltrademark.php?d=ematrimoniale.net/matrimoniale/suceava/adancata
matrimoniale 3xforum.ro http://www.procenturyinsurance.com/__media__/js/netsoltrademark.php?d=ematrimoniale.net/matrimoniale/suceava/arbore
According to McGranahan, it’s similar to a problem faced by engineers and statisticians analysing planes coming back from the second world war.
“Many planes came back with lots of bullet holes in the fuselage, but instead of applying extra protection to these damaged areas, the statistician reasoned that the parts that were undamaged, such as the engine, needed to be reinforced. Planes that took a hit to the engine never made it back”.
The team took a similar approach—looking at how many genetic bullet holes, or mutations, cancer cells could survive.
Publishing their work in Nature Genetics, the researchers found evidence of more genetic bullet holes after cancer cells had doubled their genome. This provided the evidence they were looking for that whole genome doubling does allow cells withstand more DNA errors and is favoured by natural selection.
The evolution of treatments
Using theories and methods developed by evolutionary biologists, this research has shed light on the complex development of cancer. But these findings don’t only help us to understand the disease, they could also lead to new treatments.
The opportunity is two-fold, as McGranahan explains: “Whole genome doubling is a way for cancers to escape the harmful effects of Muller’s ratchet. But this in itself is something we haven’t really explored before, whether mutations in cancer cells could be harmful to the tumour. We hope to identify more of these weaknesses that could be exploited by new cancer drugs”.
“And what’s more, the fact that cancer cells so often double their genome is a key difference between cancer cells and healthy cells. A drug that specifically targets cells with doubled genomes, while leaving healthy cells unharmed, could lead to a new treatment for many different types of cancer”.
Cancer has found a way to defy evolution and overcome the issues that afflict asexual amoebae as genetic errors build up. But with help from the TRACERx team, let’s hope this could become its downfall.
More information: undefined undefined et al. Interplay between whole-genome doubling and the accumulation of deleterious alterations in cancer evolution, Nature Genetics (2020). DOI: 10.1038/s41588-020-0584-7
Citation: Evolution, sex and TRACERx: how cancer’s ‘spare tyre’ helps it survive (2020, March 6) retrieved 4 June 2020 from https://medicalxpress.com/news/2020-03-evolution-sex-andtracerx-cancer-tyre.html
This document is subject to copyright. Apart from any fair dealing for the purpose of private study or research, no part may be reproduced without the written permission. The content is provided for information purposes only.
