Изучение речного рака-мутанта поможет найти подход… к лечению рака?

1600
Выглядит как сюжет фильма ужасов: десятиногий мутант сбегает из заключения в Германии и за два десятилетия, не привлекая к себе внимания, захватывает мир. Клоны прожорливых животных распространяются по Европе и Африке, опустошая экосистемы и угрожая местным видам, пишет sciencemag.org.

Такова странная, но правдивая история мраморного речного рака, инвазивного пресноводного вида, предположительно возникшего в результате репродуктивной ошибки, случившейся в аквариуме примерно в 1995 году. Анализ генома мутантов подтверждает их невероятное происхождение и поможет объяснить, как животное распространилось и приспособилось к такому большому разнообразию окружающей среды.

Необычная эволюция речного рака, возможно, подскажет стратегию действий против более скверного клонового монстра - злокачественной опухоли. «Во многих отношениях захватническое вторжение мраморного речного рака аналогично тому, как размножаются неполовым путем потомки злокачественных клеток за счет своего хозяина», - считает генетик из Брюссельского университета Жан-Францис Флот.

С тех пор, как мраморный рак был обнаружен в 1995 году в Германии, он распространился в больших количествах по Европе и Африке. «Он поедает все - гниющие листья, мальков рыб и молодых улиток, мелкую рыбу, насекомых», - говорит специалист по молекулярной генетике в немецком Центре изучения онкологии в Гейдельберге Франк Лико.

Реклама на веке

«Этот речной рак – серьезный вредитель», - считает биолог-эволюционист из университета Гумбольдт в Берлине Герхард Шольц, проследивший его быстрое распространение по земному шару, включая Мадагаскар, где он угрожает полностью вытеснить несколько аборигенных видов раков. Евросоюз запретил продавать, содержать, раздавать и распространять этот вид в природе.

Лико пять лет назад заинтересовался мраморным раком, получившим название Procambarus virginalis, так как предположил, что недавно возникшее в организме животного свойство неполового размножения может быть аналогично тому, как нормальные клетки становятся раковыми и начинают воспроизводить собственные клоны. Он решил изучить геномы мраморного рака, чтобы понять основные механизмы динамики развития, связывая их с преобразованием ДНК, приводящим к росту опухоли.

Мраморный рак - представитель десятиногих ракообразных, размножающийся бесполым путем, все самки вида воспроизводят собственные клоны из неоплодотворенных спермой яиц. Высказывалось мнение, что это свойство возникло, когда спаривались два рака, завезенных из Флориды в Германию для аквариумного бизнеса. Лико с сотрудниками расшифровал геномы двух десятков речных раков из разных регионов мира, а также представил менее подробный анализ еще примерно двадцати пяти с Мадагаскара.

Ранее полученные данные наводят на мысль, что у мраморного рака имеется три набора из 92 хромосом, а не два, как обычно. Каждый набор является в значительной степени версией хромосом, принадлежащих болотному раку Procambarus fallax. Два из трех наборов практически идентичны, но третий отличается настолько, что коллектив ученых пришел к заключению, что мраморный рак, по-видимому, возник при спаривании двух болотных раков, завезенных из разных регионов мира и помещенных вместе в аквариум. Лико поясняет, что в яйцеклетке или в сперме одного из них были отклонения, из-за которых вместо одного набора хромосом, обычного для зародышевых клеток, сохранилось два. Объединение двух отдаленных болотных раков усилило наследственную изменчивость внутри нового клонового «вида». «Такой союз «никогда бы не произошел в дикой природе», - утверждает ученый.

Шольц считает явно умозрительным построением утверждение о том, накопление геномов произошло в аквариуме, а не при контакте двух болотных раков в дикой среде. Однако анализ ДНК мраморных раков из Европы и Африки, по его же словам, «показывает, что все эти раки являются клонами, с идентичными геномами во всем мире».

Клон успешно процветает в широком разнообразии мест обитания с пресной водой, при разной температуре, солености и кислотности, и это может быть более важным фактом, чем происхождение этого ракообразного. Считается, что клоны обычно находятся в невыгодном положении из-за того, что отсутствие наследственной изменчивости не позволяет им приспосабливаться к новой ситуации.

«Но данная статья наводит на мысль, что виды животных способны быстро захватывать широкие географические зоны несмотря на то, что размножаются неполовым путем и являются клонами», - говорит биолог-эволюционист института сельскохозяйственных исследований во французском г. Софии-Антиполисе Этьен Данчин. Три набора хромосом в организме рака-мутанта, очевидно, содержат в себе разгадку изменчивости, достаточной для адаптации к разнообразной среде. Данчин изучает успешных растительных паразитов - нематод, которые размножаются неполовым путем и также имеют три набора хромосом.

С этим согласна водный эколог южной исследовательской станции службы охраны лесов в Оксфорде Сюзан Адамс. Исследования других организмов показывают, что наличие дополнительного набора хромосом увеличивает численность потомства и может способствовать приспособлению клонов к новым условиям среды. «Ожидается, что повышенная приспособляемость повышает успешность проникновения в среду», - говорит она. Еще одно преимущество, считает Адамс, заключается в том, что клон может основать новую популяцию, начав всего с одной особи. Ей представляется необычайно интересным, что «глобальное экологическое явление произошло из-за крайне редкого события, случившегося в чьем-то аквариуме».

Реклама на веке
Роспотребнадзор рассказал, как сохранить здоровье в Масленицу В России испытали противоракету новейшего образца

Подводная жизнь как ответ на климатические изменения: будущее уже наступило?

26
Подводная жизнь как ответ на климатические изменения: будущее уже наступило?
Фото: https://www.newscientist.com/article/mg26635460-100-could-undersea-living-be-the-future-as-sea-levels-rise/
В 2035 году племя баджау создало первые подводные поселения, спасаясь от повышения уровня моря. Узнайте, как древние морские кочевники объединили традиции с высокими технологиями, создав самодостаточные подводные города.

В 2035 году человечество сделало неожиданный шаг в адаптации к изменению климата. Племя баджау — коренные морские кочевники Юго-Восточной Азии — совместно с компанией Deep R&D Ltd создали первую успешную модель подводного поселения. Этот проект стал ответом на катастрофическое повышение уровня моря, уничтожившее их традиционные прибрежные поселения.

От древних традиций к современным технологиям

Народ баджау тысячелетиями жил в гармонии с океаном. Их уникальные физиологические адаптации — увеличенные селезенки и способность задерживать дыхание до 15 минут — делали их идеальными пионерами подводной колонизации. В сотрудничестве с инженерами они разработали комплексные сооружения, сочетающие:

Реклама на веке

- Плавучие платформы

- Подводные модули

- 3D-печатные конструкции

Технологические прорывы

Ключевым изобретением стала система аддитивного производства с проволочной дугой, позволяющая печатать прочные подводные конструкции прямо на месте. Поселение включает:

1. Надводные жилые модули

2. Подводные исследовательские центры

3. Глубоководные отели для туристов

4. Медицинские центры антиэйдж-терапии

Экономическая модель

Проект доказал свою жизнеспособность благодаря нескольким источникам дохода:

Экстремальный туризм: отель Hydro-Rift на глубине 1 км предлагает уникальные погружения к гидротермальным источникам

Научные исследования: центры по изучению морской жизни и картографированию дна

Медицина: гипербарическая терапия для продления жизни

Экология: проекты по хранению углерода с помощью водорослей

Медицинские инновации

Подводные модули стали центрами революционной терапии:

- Гипербарическая оксигенация увеличивает длину теломер

- Ускоряется выведение стареющих клеток

- Зафиксированы случаи значительного продления жизни

Адаптация человека

Некоторые баджау пошли дальше технологий, модифицируя свои тела:

- Хирургическое улучшение барабанных перепонок

- Генная терапия для адаптации к давлению

- Использование поверхностно-активных веществ в легких

Экологическая устойчивость

Поселения полностью самодостаточны:

- Аквакультура обеспечивает питание

- Возобновляемые источники энергии (волны, солнце, гидротермальные)

- Системы рециклинга воды и отходов

Глобальное значение

Этот проект доказал, что подводная жизнь может быть не фантастикой, а реальным решением для:

- Малых островных государств

- Прибрежных городов

- Научных сообществ

Хотя подводные поселения подходят не всем, они предлагают жизнеспособную альтернативу для сообществ, наиболее уязвимых к изменению климата. Опыт баджау показывает, что будущее человечества может лежать не в бегстве от океана, а в гармоничном сосуществовании с ним.

Реклама на веке
Кофе может стать секретом здорового старения для женщин
Реклама на веке
Реклама на веке