Быстрая эволюция помогла сумчатым дьяволам справиться с заразным раком

Австралийские и американские биологи выяснили, какие мутации в геноме сумчатого дьявола позволили некоторым животным приобрести устойчивость к инфекционному раку DFTD (Devil facial tumour disease, «лицевая опухоль дьявола»), смертельному практически в 100 процентах случаев. Результаты исследования опубликованы в Nature Communications.

Сумчатый дьявол — крупнейший сумчатый хищник, обитающий на острове Тасмания. Дьяволы большую часть жизни проводят в одиночестве и собираются в стаи, когда находят падаль, которая составляет большую часть рациона животных. Надо отметить, что дьявол — крайне агрессивное животное по отношению к другим особям своего вида, поэтому совместное пожирание пищи сопровождается стычками. В 1996 году был зарегистрирован первый случай лицевой опухоли дьявола, злокачественного заболевания, которое, по всей видимости, распространяется через укусы. За 20 лет болезнь выкосила около 80 процентов численности дьяволов, в некоторых местных популяциях смертность достигала 95 процентов. В начале заболевания у дьяволов вокруг пасти появлялись повреждения и припухлости, в дальнейшем они развивались в злокачественные опухоли, которые могли распространиться по всему телу. В течение шести месяцев животные погибали от голода, отказа внутренних органов или от вторичных инфекций. Лекарства от болезни пока не существует, сейчас проводится разработка вакцины на основе клеток, взятых из опухолей умерших животных.

Дьяволы, как могут, сопротивляются болезни. Во-первых, животные стали размножаться в более молодом возрасте. В 2008 году ученые заметили увеличение процента беременных самок в возрасте до одного года, в некоторых популяциях прирост составил более 80 процентов. До этого момента считалось, что самки начинают спариваться к концу второго года жизни, то есть половое созревание ускорилось как минимум на несколько месяцев. Максимальная продолжительность жизни дьяволов составляет 8 лет, поэтому несколько месяцев — внушительный срок. Во-вторых, дьяволы стали размножаться круглый год, в то время как раньше брачный период продолжался два месяца.

Авторы исследования обнаружили, что некоторые популяции, где заболевание наблюдается уже 10 и более лет, вопреки прогнозам не вымерли полностью, небольшой процент особей выжил. Ученые отобрали образцы тканей почти у 300 дьяволов из трех популяций, обитающих в разных частях острова. Образцы забирали в первый раз до начала эпизоотии (как минимум 20 образцов в каждой популяции), а затем несколько раз, с периодичностью несколько лет, после того как болезнь распространилась. Исследователи сравнивали участки генома и определяли, какие мутации появились за время протекания болезни.

Оказалось, что у животных появились мутации как минимум в семи генах, которые у других млекопитающих кодируют белки, связанные с возникновением рака или ответственные за иммунитет. Так, произошла мутация в гене, у человека кодирующем белок цереблон, который является мишенью при лечении миеломы (злокачественного заболевания системы крови). Также исследователи обнаружили мутации в генах, которые кодируют белки, у других млекопитающих регулирующие имунную систему и вовлеченные в межклеточное взаимодействие и клеточную адгезию. Авторы статьи предположили, что, возможно, иммунная система дьяволов «научилась» распознавать клетки опухоли.

Авторы новой работы считают, что полученные ими результаты свидетельствуют о том, что животные эволюционировали очень быстро, в течение 4-6 поколений (из расчета 1 поколение = 2 года). По словам исследователей, обычно бывает сложно обнаружить селекцию за столь короткий промежуток времени. Открытие представляет не только теоретический интерес: в 2003 году правительство Австралии создало программу по спасению сумчатых дьяволов от полного вымирания, рассчитанную на 15 лет. В рамках программы планируется создать популяцию дьяволов в неволе, чтобы в случае необходимости реинтродуцировать животных в дикую природу.

Помимо сумчатых дьяволов, трансмиссивные формы рака встречаются у собак и некоторых видов двустворчатых моллюсков. Трансмиссивная венерическая саркома псовых

примерно 11 000 лет назад и обычно не смертельна для домашних собак, возможно, потому, что за долгое время они успели приспособиться к болезни. Недавно исследователи

заразную форму рака, которая поражает мидий у берегов Северной Америки. Причина болезни и степень поражения популяции пока неизвестны.