一項(xiàng)關(guān)于鯊魚DNA的新基因組學(xué)研究，包括來自大白鯊和大鯊魚的鯊魚，揭示了它們的免疫基因的獨(dú)特修飾，這些修飾可能是這些海洋捕食者快速傷口愈合和可能對癌癥的更高抗性的基礎(chǔ)。從遺傳意義上講，這項(xiàng)研究讓我們更接近理解為什么鯊魚表現(xiàn)出一些人類非常需要的特征。眾所周知，鯊魚和射線是高效的傷口愈合者，并且懷疑對癌癥有更大的抵抗力，但這需要進(jìn)一步研究。這些特性可能與他們的免疫系統(tǒng)有關(guān)，這些系統(tǒng)經(jīng)過4億多年的進(jìn)化調(diào)整。

Nova Southeastern University(NSU)拯救海洋鯊魚研究中心和Guy Harvey研究所(GHRI)以及康奈爾大學(xué)獸醫(yī)學(xué)院的研究剛剛發(fā)表在BMC Genomics期刊(主要作者，博士后Nicholas Marra)，現(xiàn)在第一個證據(jù)表明，一些鯊魚和射線免疫基因經(jīng)歷了可能與這些新型免疫系統(tǒng)能力相關(guān)的進(jìn)化變化。

“鯊魚和射線的免疫系統(tǒng)已經(jīng)過數(shù)十年的戰(zhàn)斗測試和演變，”Mahmood Shivji說。博士，NSU拯救海洋鯊魚研究中心和Guy Harvey研究所所長。“利用基因組學(xué)方法來了解它們的免疫起源可能會產(chǎn)生更多令人興奮的發(fā)現(xiàn)，其中一些可能會轉(zhuǎn)化為人類的醫(yī)療利益?，F(xiàn)在我們有另一個重要的理由來確保我們不會失去這些奇妙和生態(tài)上至關(guān)重要的動物。過度捕撈，正如目前在世界許多地方發(fā)生的那樣。我們只是在了解這些古老動物可以教給我們的東西方面，并且可能為我們提供直接的生物醫(yī)學(xué)效益。“

癌癥相關(guān)免疫基因

研究人員發(fā)現(xiàn)，兩個鯊魚免疫基因legumain和Bag1特別突出。這兩種基因在人類中都具有對應(yīng)物，眾所周知它們的過表達(dá)與一系列癌癥有關(guān)。值得注意的是，新的研究表明，鯊魚中的這些基因已經(jīng)被修飾并經(jīng)歷了進(jìn)化的自然選擇。

“有幾項(xiàng)研究已經(jīng)證實(shí)了鯊魚衍生化合物在實(shí)驗(yàn)室研究中的抗腫瘤特性，Shivji說，他與康奈爾大學(xué)的Michael Stanhope博士共同領(lǐng)導(dǎo)了這項(xiàng)研究。”有趣的是，我們現(xiàn)在看到的證據(jù)是這些特定的鯊魚免疫基因的進(jìn)化適應(yīng)，恰好也會促進(jìn)人類癌癥的發(fā)生。“

然而，Shivji強(qiáng)調(diào)，重要的是要了解攝取部分鯊魚不會治愈或預(yù)防癌癥，事實(shí)上，由于鯊魚中的汞含量很高，它很可能會損害一個人的健康。

雖然鯊魚和射線對癌癥的抵抗力更強(qiáng)，但需要嚴(yán)格的科學(xué)證實(shí)，這項(xiàng)新研究的結(jié)果提出了這些與癌癥相關(guān)的legumain和Bag1基因產(chǎn)生的蛋白質(zhì)在鯊魚中具有修飾功能的誘人前景，包括實(shí)際上保護(hù)動物免于癌癥。

例如，Bag1基因編碼一種蛋白質(zhì)，該蛋白質(zhì)在人體中參與抑制稱為“程序性細(xì)胞死亡”的基本自然過程。這很重要，因?yàn)槌绦蛐约?xì)胞死亡過程可以消除功能失調(diào)的細(xì)胞，癌癥的一個標(biāo)志是惡性細(xì)胞逃避這一關(guān)鍵自然過程的能力。因此，在Bag1基因中發(fā)現(xiàn)的鯊魚特異性適應(yīng)特征可能表明這一重要基因的替代或修飾作用 - 可能改變其抑制鯊魚程序性細(xì)胞死亡的趨勢。

傷口愈合相關(guān)基因

鯊魚免疫系統(tǒng)的新穎性并沒有就此結(jié)束。什么可以解釋他們的快速傷口愈合能力，同時沉浸在海水中的無數(shù)細(xì)菌，預(yù)計(jì)會迅速導(dǎo)致開放性傷口感染?

鯊魚DNA序列提供了進(jìn)一步的線索。研究小組發(fā)現(xiàn)，與骨魚相比，檢查的四種鯊魚和射線不僅具有更高比例的參與抗體介導(dǎo)免疫的基因，而且還有幾種感染免疫相關(guān)基因僅在鯊魚和rays魚。

“這種參與適應(yīng)性(抗體)免疫功能的基因比例較高，可能是鯊魚和鯊魚感染戰(zhàn)斗和快速傷口愈合能力的關(guān)鍵原因，”斯坦霍普教授說。“以前關(guān)于鯊魚免疫系統(tǒng)的研究已經(jīng)在抗體結(jié)構(gòu)方面產(chǎn)生了一些驚喜，這些新的遺傳學(xué)發(fā)現(xiàn)進(jìn)一步增加了這種非常成功的脊椎動物譜系的生物新奇。”