Pomimo ogromnej liczby komórek w ciele wieloryby dziobate żyją do 200 lat i nie cierpią zbytnio na raka. Jednym z czynników tej oporności okazały się niezwykle silne mechanizmy naprawy DNA, tj. systemy, które w sposób ciągły naprawiają przypadkowe uszkodzenia w genomie i zmniejszają ryzyko złośliwej transformacji komórek.

Transformacja zdrowej komórki w komórkę nowotworową jest kwestią przypadku. Im dłużej organizm żyje i im więcej zawiera komórek, tym większe są szanse na taką przemianę i rozwój w nim raka. Jednak niektóre duże zwierzęta wykazują uderzająco niską częstość występowania tych chorób w stosunku do ich wielkości. Taka dziwna cecha znana jest jako paradoks Peto, tj. ryzyko zachorowania na raka nie zależy od liczby komórek konkretnego okazu.

Paradoks jest szczególnie wyraźny u takich olbrzymów, jak wieloryby (Balaena mysticetus), które mogą żyć do 200 lat i przybierać na wadze ponad 80 ton. Jednym z sekretów ich odporności na raka okazała się wysoka zdolność do naprawy uszkodzeń genomu. Do takiego wniosku doszli biolodzy z University of Rochester, których artykuł jest prezentowany w internetowej bibliotece bioRxiv.

Vera Gorbunova i jej współpracownicy byli zainteresowani pracą mechanizmów naprawczych, tj. „naprawą” uszkodzeń i pęknięć DNA. Takie zaburzenia nieuchronnie powstają w wyniku działania różnych chemikaliów, promieniowania, błędów duplikacji chromosomów i innych procesów. Dlatego wszystkie żywe organizmy mają systemy naprawcze, od bakterii po te same wieloryby.

Naukowcy przeprowadzili eksperymenty na hodowlach komórek skóry ludzi, krów, myszy i wielorybów. Wcześniej wprowadzono do nich gen białka fluorescencyjnego, kojarząc go z pracą genów jednego z systemów naprawczych, który odpowiada za korygowanie podwójnych pęknięć w łańcuchu DNA. Następnie komórki potraktowano chemicznymi mutagenami powodującymi uszkodzenia, a proces przywracania tych zaburzeń monitorowano za pomocą luminescencji.

Stwierdzono, że naprawa w komórkach wielorybów jest dwukrotnie bardziej aktywna niż u innych zwierząt. Co więcej, takie „naprawy” są znacznie dokładniejsze. Podczas przywracania pęknięć w DNA ludzi, myszy i krów utracono kilka zasad, tj. ogniw w łańcuchu kwasu nukleinowego. U wielorybów straty te często w ogóle nie występowały.

Dodatkowa analiza wykazała, że komórki wieloryba wytwarzają znacznie więcej białka CIRBP, które jest bezpośrednio zaangażowane w naprawę DNA. Naukowcy przenieśli gen tego białka do komórek innych zwierząt i stwierdzili, że po takiej manipulacji one też zaczynają naprawiać uszkodzenia znacznie lepiej niż zwykle. Tym samym jednym z sekretów odporności wielorybów na raka okazało się białko CIRBP, które zapewnia skuteczniejszą naprawę DNA i ochronę przed niebezpiecznymi mutacjami.