Kroppen din tilegner seg billioner av nye mutasjoner hver dag
Og er det på en eller annen måte greit?
Celler avledet fra en livmorhalssvulst( Nasjonalt senter for mikroskopi og bildeforskning )
Mens du leser denne artikkelen, deler cellene i kroppen din seg og DNA-et i dem kopieres, bokstav for bokstav. Det menneskelige genomet er så langt – mer enn 3 milliarder bokstaver – at selv en forbløffende lav feilrate på én av mange millioner bokstaver kan utgjøre 10 nye mutasjoner hver gang en celle deler seg.
Å, kanskje du også får litt sol ( ultrafiolette stråler ) mens du leser dette, eller nyter en øl ( alkohol ), eller nylig har vært høyt i atmosfæren på et fly ( kosmiske stråler ). Gratulerer, du har gitt deg selv enda flere mutasjoner. På en typisk dag, anslår forskere, vil de 37 billioner cellene i kroppen din samle trillioner av nye mutasjoner.
Er du forferdet ennå? Bra, jeg også.
Men på en eller annen måte er vi ikke alle vandreposer med kreft. På en eller annen måte akkumulerer vi bajillioner av mutasjoner og er for det meste ok. Hvordan?
Det høres veldig skummelt ut, erkjenner Christian Tomasetti , en kreftforsker ved Johns Hopkins. Heldigvis for oss, sier han, har det store flertallet av stedene der disse mutasjonene kan ramme ikke viktige konsekvenser.
Tenk deg, om du vil, at det menneskelige genomet er som en finjustert bil. Mange av trillioner av daglige mutasjoner i DNA-et ditt er som å endre fargen på bilvinduene dine. Det spiller egentlig ingen rolle. Andre kan være så ille at de dreper den enkelte cellen, som hvis du tok en ventil ut av bilmotoren. Svært, veldig få endringer ville få hele bilen til å gå bedre. (Beklager å skuffe de som lurer, Hvorfor har vi ikke alle superkrefter? Dette er ikke X-Men.)
Et lite antall av disse mutasjonene kan slå inn i et kreftgen og lage individuell celler bedre til å dele seg og vokse. Men én mutasjon er vanligvis ikke nok til å gjøre cellen kreft. Evolusjonen har bygget inn et formidabelt antall sikkerhetsnett, sier Jan Vijg , en genetiker ved Albert Einstein College of Medicine. For eksempel må en kreftcelle overstyre den naturlige grensen for hvor mange ganger en celle kan dele seg. Den trenger å unnslippe apoptose, eller cellens tendens til selvdestruksjon når noe går galt. Og den må unnslippe et immunsystem som hele tiden er på utkikk etter avvikende celler. En enkelt celle må akkumulere alle disse mutasjonene for å bli vellykket kreft.
Ikke alle celler i kroppen akkumulerer mutasjoner like mye. Mye av dette har å gjøre med hvor ofte disse cellene deler seg. Du fjerner for eksempel slimhinnen i tarmen hele tiden, så disse cellene må dele seg ofte for å erstatte andre.
Miljøfaktorer spiller en rolle. For eksempel, sier Tomasetti, kan lungeceller komme i hyppig kontakt med tobakksrøyk eller forurensning, noe som kan forårsake mutasjoner i seg selv. På den annen side blir huden ofte utsatt for sollys. I en studere , øyelokkhud på middelaldrende og eldre mennesker – som har vært gjennom flere tiår med soleksponering – hadde et forbløffende høyt antall mutasjoner: 60 til 180 i genene til hver celle.
Vijg har også sammenlignet mutasjonsraten i kimlinjeceller (sædceller og egg) med somatiske celler (alt annet, inkludert hud, lever, blod osv.). Bare mutasjonene i kimlinjeceller kan overføres til barna dine. Og kimlinjeceller ser ut til å ha en måte å undertrykke mutasjoner på, kanskje gjennom mer robust DNA-reparasjon. Cellene som lager sædceller, for eksempel, deler seg hele tiden for å lage mer sæd, men mutasjonsraten i sædceller er mindre enn en tiendedel av de somatiske cellene. Dette gir mening i en evolusjonær sammenheng: Muterte sædceller er sannsynligvis ikke særlig gode i kampen om å befrukte et egg.
Anbefalt lesing
Når sædceller møter egg, begynner det befruktede egget å dele seg. Og når den først begynner å dele seg, begynner den å gjøre feil i DNA-replikasjonen. Selv fra det øyeblikket vi blir unnfanget, akkumulerer cellene våre mutasjoner, sier Peter Campbell , en kreftgenetiker ved Sanger Institute, som har studert mutasjonsrater i det tidlige embryoet. (Campbell sto også bak øyelokk-hud-studien.) Cellene våre fortsetter å akkumulere mutasjoner over et helt liv. En typisk blodcelle fra en 100 år gammel person, sier Vijg, inneholder 4000 enkeltbokstavsmutasjoner og muligens hundrevis av andre typer mutasjoner som er vanskeligere å oppdage gjennom enkeltcellesekvensering. Kreft er mer vanlig hos eldre fordi de rett og slett har hatt mer tid til å akkumulere det riktige – eller rettere sagt, feil – sett med mutasjoner.
Når mennesker blir eldre, blir cellene i kroppen også mer forskjellige fra hverandre. Kanskje halvparten av blodcellene dine er etterkommere av en celle som fikk en viss mutasjon for 20 år siden. Den andre halvparten har ikke denne mutasjonen. Se for deg at denne prosessen skjer om og om igjen over flere tiår, slik at kroppen din sakte blir en mosaikk av forskjellige cellegrupper, hver med sine unike mutasjoner. Vi kommer for å inneholde mengder.
