「溫柔的巨人」水豚的抗癌秘技

在巴西的潘塔納爾濕地，一隻水豚媽媽正帶著寶寶們觀察周圍的情況。

攝影：FRANS LANTING

撰文：CARRIE ARNOLD

在一個充滿了奇怪的動物的星球上，萌萌的水豚顯得獨樹一幟。

和親緣關係最近的現代親戚們相比，水豚的體重要重60多倍；它們是全世界最大的嚙齒類動物，幾乎和體型略小的成年人一樣大。白天，水豚在南美洲的河岸吃草；這些冷靜的大個子甚至被其他動物當成了完美的座椅！

然而，我們一直不知道為什麼水豚會變成這樣溫柔的巨人。

發表於預印本在線期刊 BioRxiv上的一項新研究里，來自哥倫比亞、瑞典和美國的一群科學家將水豚的DNA進行排序後，找到了超速運轉系統的線索。他們還發現了可能的抗癌機制的基因特徵，這將被用於未來的抗癌研究。

首席研究著者Santiago Herrera-álvarez畢業於波哥大的洛斯安第斯大學，早在攻讀碩士學位時，他就開始研究水豚。2014年至2015年，一場嚴重的旱災席捲了哥倫比亞，不少河流乾涸，農村地區炎熱乾燥。由於難以覓到食物，水豚的數量大幅減少。

但Herrera-álvarez感興趣的不是乾旱帶來的直接後果。相反，這次旱災促使他思考，水豚這種集豚鼠與河馬的特徵為一體的萌物是如何踏上進化之路的。

他說：「水豚是南美洲的標誌性動物。」

碩大的體型從何而來？

8千萬年前，水豚的祖先出現在非洲；4千萬年後，它們抵達了南美洲。水豚的近親都是正常大小的嚙齒動物，比如生活在巴西東部的灌木叢里的岩豚鼠，它們的體重只有900克。

杜克大學的進化生物學家V. Louise Roth解釋說，嚙齒動物通常都比較小，因為這樣能更好地隱藏，那些大得多的捕食者可能覺得不值得抓它們。但當水豚抵達南美洲時，這裡幾乎完全不存在捕食者，它們的祖先可能因此越長越大。

Roth表示：「沒有捕食者，意味著嚙齒動物保持小體型的壓力消失了。」

根據新研究的說法，水豚的體型之所以長到超過一個數量級，真正的原因藏在DNA里。豚鼠小目（嚙齒目下的一個小目，包括水豚）有一種獨特的胰島素。

除了控制血糖之外，胰島素還掌管著細胞分裂的重任。Herrera-álvarez和同事發現，水豚並沒有分泌更多的胰島素。但經過幾百萬年的自然選擇，胰島素分裂細胞、促進生長的能力有所提升，從而誕生了動輒50公斤的龐然大物。

如何控制致癌風險？

但長大了也有問題。水豚不僅需要更多食物，還要和體型變大帶來的癌症風險增加作鬥爭。

如果每個細胞惡化的可能性是固定的，那麼細胞越多，動物越有可能患癌症。但事實並非如此。比如，大象雖然比小鼠大幾千倍，卻並沒有更容易得癌症。這被稱為皮托悖論，生物學家發現大型動物進化出了多種機制，能未雨綢繆地殺死癌細胞。

例如，科學家發現，當細胞分裂時，亞洲象和非洲象更擅長檢查工作，從而降低了致癌突變的數量。而北極露脊鯨則進化出了更好的機制，防止細胞不受控制地分裂。

Herrera-álvarez的團隊發現，水豚似乎採取了一種截然不同的策略。它們的基因組顯示，免疫系統在檢測和摧毀那些過快分裂的細胞方面做得更好。換言之，水豚有自己的癌症免疫辦法。

Herrera-álvarez說：「我很詫異。我沒想到會牽涉到免疫系統。」

芝加哥大學的進化癌症生物學家Vincent Lynch說：「他們的發現似乎與其他動物的情況完全不同。也許進化出這些抗癌辦法並沒有我們想像的那麼難。」

Lynch和Roth都讚揚了這次研究，稱其考慮周密、很有創意；但他們也提醒，這些只是初步的結果，後面需要更多的實驗。

至於水豚能否被稱為嚙齒動物里「溫柔的巨人」，還有所爭議。

Roth說：「在生物學家眼中，並沒有『巨人』這種說法。我猜，這只是人們對水豚的印象而已。」

（譯者：Sky4）

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