大象巨大的高温睾丸可能是它们不易患癌症的原因

一位科学家声称,大象的抗癌基因可能是为了保护它们的精子免受它们所居住的炎热环境的侵害而进化出来的

An elephant bull in the desert kicking up sand - blue skies and white clouds

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大象很少患癌症,它们巨大而高温的睾丸可能为解释这一现象提供线索。

这个想法归结于一种名为 p53 的蛋白质,它有助于防止细胞中的 DNA 损伤——包括可能将正常细胞变成癌细胞的损伤。

与人类不同,大象拥有编码 p53 基因的多个副本——这意味着,该基因提供了身体制造蛋白质的“配方”。牛津大学进化生物学家 Fritz Vollrath 表示,这可能有助于保护它们的精子免受高温影响。


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Vollrath 告诉 Live Science,这个假设始于“佩托悖论”。

在 20 世纪 70 年代,一位名叫理查德·佩托的流行病学家描述了一种令人费解的现象:大型动物尽管拥有更多可能变成癌细胞的细胞,但患癌症的风险似乎并不高于小型动物。这在大象身上尤其令人震惊——尽管体型是我们的许多倍,但它们在统计学上更不可能患上癌症。

几年前,研究人员发现大象拥有 20 个编码 p53 蛋白的基因副本。相比之下,人类只有一个。这种蛋白质本质上就像一个文字编辑,在细胞繁殖时审查遗传物质,并可能杀死任何带有可能导致癌症的损伤的细胞。由于大象拥有编码 p53 基因的多个副本,它们可能进行多轮“文字编辑”,这可以大大降低受损细胞存活的风险。

但是,为什么大象进化出了 20 个这种基因副本呢?Vollrath 认为这与它们的睾丸有关。包括人类在内的许多雄性动物,它们的睾丸部分位于体外以使其冷却,这被认为对于产生健康的精子至关重要。这样做的原因尚不清楚,尽管这可能与高温下DNA 损伤增加有关

然而,由于进化历史的巧合,大象的睾丸位于体内。作为在阳光下行走的数吨重、深灰色的动物,它们的睾丸有可能变得非常热——因此大象可能难以产生有活力的精子。但该理论认为,如果它们有更多的文字编辑蛋白,那么高温精子就可以免受损伤。

Vollrath 于 6 月 27 日在《生态学与进化趋势》杂志上以注释的形式发表了这一假设。

布法罗大学的进化生物学家 Vincent Lynch 告诉 Live Science,很难评估为什么特定物种会进化出特定性状,他没有参与这项新假设的制定。

p53 基因的多个副本有可能进化出来是为了保护大象的精子免受高温影响。但 Lynch 说,这些多个副本也可能是因为大象是大型动物,因此可能更容易患癌症而进化出来的。也可能两者兼而有之。

其他大型动物没有 p53 基因的多个副本。例如,鲸鱼是具有体内睾丸的大型动物,但它们似乎只有一个副本。但 Vollrath 指出,鲸鱼也有一个内部系统来冷却它们的睾丸——而且,在水中不会那么热。

同样,与大象关系密切的动物,如蹄兔,也有体内睾丸。但 Lynch 说,这些动物比大象小得多,而且小型动物比大型动物更有效地散热。

Vollrath 说,无论它是如何进化的,大象似乎都有一种自然规避癌症的方法——研究它是如何运作的可能有助于我们更多地了解这种疾病。

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