Фото: Макс. Пиксель

После сигарет алкоголь - это, пожалуй, самый распространенный канцероген, которым люди добровольно подвергаются. Однако, как это простое вещество способствует раку, не было ясно. Но наши последнее исследование, используя генетически модифицированные мыши, проливает некоторый свет на возможный механизм.

Наше предыдущее исследование выявило принципиальный механизм, который защищает нас от повреждения ДНК, вызванного алкоголем. Первый уровень этой защиты состоит из фермента, который превращает ацетальдегид - токсичный побочный продукт, созданный в организме, когда алкоголь метаболизируется - в безвредное вещество.

Второй уровень защиты состоит из системы ремонта, которая фиксирует повреждение, которое ацетальдегид вызывает для ДНК. Теперь мы продолжили эту работу, чтобы показать, как алкоголь, а затем его токсический побочный продукт, повреждает ДНК клеток, которые снабжают кровью стволовые клетки крови.

Унаследованные дефекты генов, нарушающие этот механизм защиты, распространены у людей. О людях 500m в Юго-Восточной Азии нет биологической системы для борьбы с ацетальдегидом (первый уровень защиты). Люди из этого региона часто получают покрасневший цвет после употребления алкоголя, и они часто плохо себя чувствуют. Они также подвергаются повышенному риску рака пищевода.

Четырехкратное увеличение урона

Мы показываем, что мыши, которые были генетически модифицированы для эмуляции этой потери защиты, накапливают в 4 раза больше повреждений ДНК в их клетках крови после воздействия одной дозы алкоголя, поэтому они очень полагаются на систему восстановления ДНК, чтобы гарантировать, что эти клетки надеются накапливать необратимый ущерб ДНК.

Хотя это довольно редко, у некоторых людей отсутствует система восстановления ДНК (защита уровня 2), которая уничтожает урон. Они страдают от разрушительной болезни, называемой Анемия Фанкони что приводит к преждевременной смерти из-за потери крови, рака крови и других видов рака.

Используя мышей, у которых нет механизмов защиты, мы убедительно показываем, что воздействие алкоголя вызывает повреждение хромосом в клетках крови, приводящее к перегруппировке их хромосом - структур в ядре клеток, где упакована ДНК. Используя современную технологию секвенирования ДНК, мы расшифровали геномы редких стволовых клеток, которые обеспечивают кровь у этих мышей и показывают, как они изменены этим повреждением.

Повреждение генома стволовых клеток может привести к их дисфункции. Однако, поскольку эти жизненно важные клетки вызывают большое количество специализированных клеток крови, измененный геном одиночных стволовых клеток может передаваться во многие дочерние клетки. Измененные геномы в конечном итоге приводят к измененным генам, которые в некоторых случаях вызывают раковые клетки.

Нет уверенности, но ценные новые идеи

Мы прежде всего изучали клетки крови у наших мышей, но мы не можем точно сказать, что алкоголь вызывает рак крови. Однако хорошо известно, что алкоголь влияет на выработку крови. Наши результаты в какой-то мере объясняют, почему это происходит.

Основное преимущество изучения крови состоит в том, что ее легко экспериментально исследовать. Это особенно характерно для стволовых клеток крови, которые могут быть количественно оценены и функционально оценены с помощью технологии, известной как трансплантация костного мозга. Это предполагает трансплантацию стволовых клеток, которые, возможно, пожелают оценить в мыши, у которых больше нет таких клеток. Со временем трансплантированные стволовые клетки начинают продуцировать новую кровь, и эффективность этого связана с пригодностью трансплантированной стволовой клетки. Таким образом, анализ стволовых клеток крови дает окно о том, как алкоголь может повредить другие стволовые клетки в организме, такие как те, которые делают кишечник и печень.

В нашем новом исследовании объясняется, как алкоголь повреждает ДНК в наших жизненно важных стволовых клетках. Хотя мы показываем, что этот ущерб ограничен мощным механизмом защиты, унаследованная дисфункция этого механизма распространена у людей. Тем не менее, важно также подчеркнуть, что, как и все защитные механизмы, они не идеальны и могут быть перегружены. Большая часть жизни на Земле, от бактерий до млекопитающих, также обладает этим защитным механизмом, но, в отличие от людей, они еще не развили способность производить спирт в промышленных масштабах для потребления.

Об авторе

Кетан Патель, профессор Кембриджского университета. Является молекулярным биологом в MRC LMB

Эта статья изначально была опубликована в Беседа, Прочтите оригинал статьи.

Похожие книги:

at Внутренний рынок самовыражения и Amazon