Оленьи рога - это опухоль, растущая под контролем генов

Ученые до сих пор спорят, зачем все-таки животным рога – чтобы биться с конкурентами или понравиться противоположному полу. Но как выяснилось в рамках большого проекта по исследованию геномов жвачных животных, от коров до оленей и жирафов, все рога, по сути, представляют собой опухоль, растущую под строгим контролем. Что делает их интересным объектом изучения для биологов и медиков, занимающихся проблемами рака и регенерации.

Почти всех жвачных животных, принадлежащих к подотряду парнокопытных млекопитающих, «украшает» специфический головной убор. Размер и форма рогов могут быть очень разными. У жирафов это небольшие выросты, а огромные ветвистые рога лосей и оленей вошли в поговорку.

Рога представителей оленьих и полорогих состоят из костного вещества, покрытого роговым «чехлом». В отличие коров и коз, олени сбрасывают рога после окончания брачного сезона, а перед началом нового сезона они снова вырастают. В этом смысле рога оленя – единственный орган млекопитающих, который способен полностью регенерировать, за исключением, пожалуй, волос. При этом у благородного оленя рога вырастают чуть ли не 2 см в сутки, что намного превышает обычную скорость роста раковой опухоли.

До последнего времени вопрос о том, появились ли рога в животном мире однажды, или это происходило неоднократно, оставался спорным. Ответ на него нашли исследователи из Китая, изучившие геномы представителей оленьих и полорогих, а также представителей трех видов животных, рогов не имеющих. Оказалось, что такое событие случилось лишь однажды в эволюционной истории. Это подтверждает и тот факт, что рога у всех видов развиваются из стволовых клеток одной и той же зародышевой структуры – нервного гребня. К тому же у всех рогатых животных наборы активных генов в коже, костной и нервной тканях, из которых «состоят» рога, оказались схожи. А у безрогих видов был «поломан», хотя и по-разному, один и тот же ген.

Важно то, что в тканях растущего рога у оленей активными являются гены, обычно стимулирующие образование и рост опухоли. Более того, сам «профиль» генной активности в рогах был похож на профиль остеосаркомы, злокачественной опухоли костной ткани. Другими словами, рост рогов больше похож на рост опухоли, чем обычных костей.

Но олени «научились» защищаться от своих активных прораковых генов – у них гиперактивны и гены, препятствующие росту опухоли. В первую очередь это гены, регулирующие производство белка р53, который участвует в контроле клеточного деления и способствует предотвращению образования опухоли. Кроме того, это гены семейства ADAMTS, которые ингибируют рост клеток опухоли, изменяя ее микроокружение. А, как известно, именно этот фактор играет важную роль в устойчивости к раку у голых землекопов. Наконец, это гены, имеющие отношение к «ремонту» (репарации) поврежденной ДНК.

Похоже, что все эти противоопухолевые гены в целом неплохо защищают оленей от онкологических заболеваний. По крайней мере, в зоопарках заболеваемость раком у них примерно в 5 раз ниже, чем у других млекопитающих.

Так что оленьи рога можно использовать как модель для изучения механизмов как контроля над раковой опухолью, так и быстрого роста, т.е. регенерации нормальных тканей. Что вполне закономерно: в живом организме норму от патологии часто отделяет лишь тонкая грань.

Источник