独特的植物物种对进化挑战有不同的解决方案对癌症的见解令人惊讶

诺丁汉大学专家领导的一项新研究表明，不同植物物种以不同的方式应对相同的进化障碍，这一研究结果可能为理解恶性癌症提供参考。

全基因组重复 (WGD) 发生在所有生命界。它在植物中最为常见，但也发生在一些最具侵袭性的癌症中。WGD 之后，细胞会拥有额外的基因组，被称为多倍体。

我们的主要农作物大多是多倍体，包括小麦、苹果、香蕉、燕麦、草莓、糖和十字花科植物，如西兰花和花椰菜。多倍体也出现在一些最具侵袭性的神经胶质瘤(一种脑癌)中，并与癌症进展有关。一般来说，多倍体与坚固性(如农作物)和对环境的适应性(如转移性癌症)有关。

由于多倍体需要管理更多的基因组，这些基因组的加倍可能是一个弱点，因此了解哪些因素可以稳定年轻的多倍体以及基因组加倍群体如何进化非常重要。

在这项发表于《细胞报告》的新研究中，该大学生命科学学院的专家研究了三种成功的多倍体植物物种如何进化来管理多余的 DNA，以及它们是如何以不同的方式还是以相同的方式做到这一点的。

领导这项研究的 Levi Yant 教授表示：“了解多倍体面临的一系列问题可能有助于我们理解为什么有些多倍体能成功，而有些则不能。我们发现成功的多倍体克服了 DNA 管理方面的特定问题，我们专注于它们的‘自然解决方案’到底是什么。

“在我们的研究中，我们观察了三种物种适应‘多倍体生命’的例子，它们不仅存活下来，甚至还繁衍生息。然后我们研究它们是否使用相同的分子解决方案来生存。令人惊讶的是，它们并没有。”

研究人员发现，快速适应多倍体状态的最明显信号来自 CENP-E 分子，这种分子正是其他研究小组最近发现的息肉样癌症的致命弱点，也是杀癌症的有希望的治疗靶点。第二明显的信号来自“减数分裂基因”，Yant 教授指出，这种基因在许多癌症中处于开启状态，而在几乎所有正常细胞中都处于关闭状态。

Yant 教授继续说道：“我们在相同的分子网络中发现了对 WGD 状态快速适应的信号，就 CENP-E 而言，这种分子对多倍体癌症特别重要。”

“与大多数疗法相比，这种全基因组进化 (WGD) 使癌症具有短期优势，但针对该分子 CENP-E 可特异性杀多倍体癌症。这是进化重复(或趋同)的一个显著例子，虽然方向完全不同，但适应障碍相同。我们现在可以采用这种模型，它能很好地适应多倍体，并能为我们对某些类型癌症的思考提供参考。”

该研究结果可能影响我们对某些多倍体癌症(如神经胶质瘤(脑癌)如何利用多倍体进展的理解，以及哪些分子可以作为“杀”癌细胞的疗法的一部分。

从更广泛意义上讲，这项研究提供了重要证据，表明从进化生物学中挖掘这些自然解决方案可以为未来的治疗方法提供参考。最后，这项研究还阐明了我们可以更好地改造多种多倍体作物的不同方法，使其更能抵御未来某些灾难性事件(如气候变化)。

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