«Венерическая опухоль, передающаяся собакам» (CTVT) — это рак, который распространяется между собаками посредством передачи живых раковых клеток, в основном во время спаривания. Заболевание обычно проявляется опухолями половых органов как у самцов, так и у самок домашних собак. Рак впервые возник примерно 11 000 лет назад из клеток одной собаки; примечательно, что он выжил после смерти этой первоначальной собаки, распространившись на новых собак. В настоящее время рак встречается у популяций собак по всему миру и является старейшей и самой плодовитой родословной, известной в природе.
В исследовании, опубликованном сегодня в журнале eLife, международная группа под руководством исследователей из Кембриджского университета изучила ДНК митохондрий — «батарей», которые обеспечивают клетки своей энергией — в 449 опухолях CTVT от собак в 39 странах мира. шесть континентов. Предыдущие исследования показали, что время от времени митохондриальная ДНК передавалась от инфицированных собак к их опухолям — и, следовательно, к опухолевым клеткам у впоследствии инфицированных собак.
В новом исследовании исследователи показывают, что этот процесс обмена митохондриальной ДНК происходил как минимум пять раз с момента возникновения исходного рака. Это открытие позволило им создать эволюционное «генеалогическое древо», показывающее, как опухоли связаны друг с другом. Кроме того, необычное сопоставление различных типов митохондриальной ДНК в одной и той же клетке неожиданно показало, что раковые клетки могут перетасовывать или «рекомбинировать» ДНК из разных митохондрий.
«В пяти различных временных точках своей истории рак« украл »митохондриальную ДНК у своего хозяина, возможно, чтобы помочь опухоли выжить», — объясняет Андреа Стракова из Департамента ветеринарной медицины Кембриджского университета. автор исследования. «Это дает нам набор уникальных генетических меток, позволяющих проследить, как собаки путешествовали по земному шару за последние несколько сотен лет».В эволюционном «генеалогическом древе» пять основных ветвей известны как «клады», каждая из которых представляет собой исторический момент, когда митохондрии передавались от собаки к опухоли.
Сопоставив опухоли в этих кладах с географическим местоположением, где они были обнаружены, исследователи смогли увидеть, как рак распространился по земному шару. Расстояние и скорость, с которой распространились клады, позволяют предположить, что собаки обычно путешествовали с человеческими товарищами, часто по морю.
Одна ветвь эволюционного древа CTVT, по-видимому, распространилась из России или Китая около 1000 лет назад, но, вероятно, пришла в Америку только в течение последних 500 лет, что позволяет предположить, что она была взята там европейскими колонизаторами. Известно, что конкистадоры путешествовали с собаками — современные произведения искусства изображают их и как боевых собак, и как источник пищи.
Болезнь, вероятно, прибыла в Австралию на рубеже двадцатого века, скорее всего, случайно завезенная собаками, сопровождавшими европейских поселенцев.Один из самых удивительных результатов исследования касался того, как митохондриальная ДНК переносится и смешивается между опухолью и хозяином.
Исследователи обнаружили, что молекулы митохондриальной ДНК из клеток-хозяев, которые мигрировали в опухолевые клетки, иногда сливаются с собственной митохондриальной ДНК опухоли, разделяя ДНК хозяина и опухоли в процессе, известном как «рекомбинация». Это первый раз, когда этот процесс наблюдается при раке.Мэйр Ни Леатлобхейр, соавтор исследования, объясняет: «Рекомбинация митохондриальной ДНК может происходить в гораздо более широком масштабе, в том числе при раке человека, но обычно ее очень трудно обнаружить.
Когда рекомбинация происходит при трансмиссивном раке, два потенциально потенциально очень разные митохондриальные ДНК — одна от опухоли, одна от хозяина — сливаются, и поэтому результат более очевиден. При раке человека митохондриальная ДНК опухоли, вероятно, очень похожа на митохондриальную ДНК в нормальных клетках пациента. , поэтому результат рекомбинации было бы почти невозможно распознать ».Хотя значение рекомбинации митохондриальной ДНК при раке еще не известно, это открытие побуждает ученых исследовать, как этот процесс может помочь раковым клеткам выжить — и если его блокирование может остановить рост раковых клеток.
Доктор Элизабет Мерчисон, старший автор исследования, сказала: «Генетические изменения в CTVT позволили нам реконструировать глобальные путешествия этого рака за две тысячи лет. Примечательно, что этот необычный и долгоживущий рак может научить нас этому. много об истории собак, а также о генетических и эволюционных процессах, лежащих в основе рака в целом ».