癌細胞會沒有性別

大家好，給大家推薦一篇來自elife上的文章評論。文章的作者是芝加哥大學的Chung-I Wu 中科院的Xuemei Lu。以下是美國Fred Hutchinson Cancer Research Center Antoine Molaro 和Harmit S Malik 對該文章的評論。

在許多生物體中，性是由染色體決定的。例如，在人類和其他動物中，雌性擁有兩條X染色體，而雄性擁有一條X染色體和一條Y染色體。這意味著女性可以在X染色體上發現一些基因的兩個拷貝，而雄性只有這些基因的一個拷貝。人類還包含22對其他染色體，稱為常染色體，認為X和Y染色體是從這些染色體演化而來的（Bachtrog，2013 ; Charlesworth，1991）。

各種生物體已經進化出不同的策略來應對X和常染色體基因之間潛在的劑量不平衡。例如，包括人類在內的許多女性哺乳動物會使其X染色體失活，而一些蠕蟲則會同時下調X染色體（Bachtrog et al.，2014）。另一方面，已知一些雄性昆蟲和蜥蜴上調其X染色體（Marin et al.，2017）。這些策略中的每一個都增加了個體和物種水平上的生存機會，但在細胞水平上也是如此。現在，eLife的這篇報告說，情況可能並非如此（Xu et al.，2017）。

徐等人 使用稱為SNP基因分型的技術來計算來自在實驗室中生長了不同時間的正常或癌細胞的620個人細胞系中的常染色體和性染色體的數目。正常細胞在衰老之前不能在培養物中長時間培養，所以它們必須經歷某種形式的轉化（如EB病毒感染）才能永生化。SNP基因分型還可以通過檢測細胞是純合的（如果給定基因座處的等位基因是相同的）還是雜合的（如果等位基因是不同的）來測量遺傳變異。結果顯示，隨著時間的推移，男性和女性細胞都變成了「去性化狀態」：男性細胞失去了Y染色體，而女性失去了失活的X染色體，只留下一個X染色體。然而，在這種去雄性狀態建立之後，許多男性和女性細胞獲得了它們的X染色體的重複，這導致了具有兩個活性X染色體的狀態（圖1）。

之後他們把注意力轉向常染色體，並發現細胞系試圖維持所有常染色體的數量相等：換句話說，細胞試圖有兩個拷貝每個常染色體的染色體（A = 2狀態）或三個拷貝（A = 3）。細胞通常從具有每個常染色體和兩個性染色體的兩個拷貝的狀態進化到僅具有一個X染色體的X:A比例為1：2，去雄狀態成為具有複製的X染色體的狀態（也就是X：A = 2：2），然後在其他情況下，每個常染色體有兩個X染色體和三個拷貝（X：A = 2：3; 見圖1）。

正如預期的那樣，最常見的X：A比例是1：2，但有些令人驚訝的是，X：A = 2：3是第二常見的比例。徐等人 然後模擬他們的系統，並再次驚訝地發現，不同的比率被預測有不同的適應水平。此外，無論細胞在培養中花了多長時間，以及它們最初是正常還是癌細胞，細胞都以2：3的比例進化。這可能恰好平衡了複製的X染色體上的基因和常染色體上的基因的表達。

徐等人 表明2：3比例的進化可能反映了這些細胞能夠解除細胞在多細胞生物體中所需的一些功能（Merlo等，2006 ; Chen等，2015）。例如，如果他們仍然是多細胞生物體的一部分，他們將不能夠拋棄多餘的性染色體。這項工作特別有趣，因為這種單細胞狀態可能導致癌症特徵性的細胞分裂的高速率。

在癌細胞中這種趨同進化的證據越來越多（Chen和He，2016 ; Fortunato等，2017）。因此，就像癌細胞發展到違背多細胞生命的限制一樣（Merlo等，2006），培養細胞可能會經歷一種逆向進化到單細胞狀態（Chen et al。，2015）。然而，正常細胞和癌細胞遵循類似的規則的事實留下了2：3比率的偏好與培養條件相關的可能性，或者用於永生化正常細胞的轉化方法，而不是向任何單一的進化狀態。

無論適應性挑戰的確切性質如何導致如此多的細胞顯示2：3的比例，徐等人的結果是可以在分子水平上研究的新的細胞適應的一個很好的例子。這些發現還強調，儘管人類細胞中的X染色體在2.5億年前是一個常染色體（Graves，2016），但它在細胞適應中的地位與常染色體不同，而且對細胞生存能力具有獨特的重要性。

谷歌翻譯該網頁:

https://elifesciences.org/articles/33312

https://elifesciences.org/articles/28070

原文引用：

doi.org/10.7554/eLife.28070.001

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