가장 상세한 분석은 전염성 종양의 기원을 정확히 찾아냅니다.
Tasmanian devils are susceptible to facial cancers that are spread by biting.Credit: Gapvoy/Shutterstock
Genetic map of Tasmanian devil cancers hints at their future evolution
30년 동안 태즈메이니아 데블은 종양을 쇠약하게 만드는 전염성 안면암과 싸워 왔습니다. 이제 이러한 암에 대한 포괄적인 유전 분석을 통해 암의 진화를 추적하여 향후 확산될 수 있는 방법에 대한 단서를 제공합니다.
4월 20일 사이언스 1( Science 1) 에 발표된 이 연구는 질병이 어떻게 출현하고 진화하고 확산되었는지에 대한 최초의 상세한 통찰력을 제공합니다. 캔버라 대학교(University of Canberra)의 유전체학자인 Janine Deakin은 이것이 미래에 태즈매니아 데블 개체군에 어떤 영향을 미칠 수 있는지 모델링하기 위한 토대를 마련한다고 말합니다. “유전체학을 보면 과거와 미래에 대한 통찰력을 얻을 수 있습니다.”라고 Deakin은 말합니다. “우리는 우리가 협력하고 있는 적을 이해해야 합니다.”
악마 같은 질병
태즈메이니아 데블( Sarcophilus harrisii )은 호주 남동부의 태즈메이니아 섬에 서식하는 육식성 유대류입니다. 그들은 별도로 출현한 두 가지 암에 걸리기 쉽습니다: 악마 안면 종양 1(DFT1)과 악마 안면 종양 2(DFT2), 둘 다 물기에 의해 퍼집니다. 한 숙주에서 다른 숙주로 전이되는 암은 본질적으로 드물지만 치명적인 영향을 미칠 수 있다고 호바트에 있는 태즈매니아 대학의 질병 생태학자인 연구 공동 저자인 Rodrigo Hamede는 말합니다. “10년 만에 우리는 전체 [악마] 인구의 60~70%를 잃었습니다.”라고 그는 말합니다.
과학자들은 한동안 두 가지 암에 대해 알고 있었지만 그들의 진화에 대해서는 거의 알려지지 않았습니다. 조사를 위해 Hamede와 그의 동료들은 Tasmanian Devil 참조 게놈을 조립하고 이를 78개의 DFT1 및 41개의 DFT2 종양에서 시퀀싱된 DNA와 비교했습니다. 그런 다음 팀은 이 종양의 ‘가계도’를 구성하여 종양의 기원을 추적하고 돌연변이를 매핑하여 질병이 어떻게 진화했는지 보여줍니다.
그 결과 태즈매니아 대부분 지역에 퍼진 DFT1이 1986년에 나타났으며, 이는 섬 북동쪽에 있는 여성 데블에서 처음 발견되기 약 10년 전입니다. 그 개인은 자신의 종양 세포를 적어도 여섯 명의 다른 악마에게 물려주는 슈퍼전파자였던 것 같습니다. 이것은 결국 DFT1의 6가지 주요 변종을 낳았습니다.
팀은 DFT2가 태즈메이니아 남동부의 수컷 데블에서 처음 발견되기 약 3년 전인 2011년까지 발생하지 않았다는 사실을 발견했습니다. DFT1과 달리 DFT2는 섬의 작은 지역에서만 발견됩니다. 이 암은 유전적으로 DFT1과 유사하지만 돌연변이가 약 3배 더 빠릅니다. 이것은 종양 세포가 더 빨리 분열하여 돌연변이가 발생할 기회를 더 많이 제공하기 때문일 수 있다고 Hamede는 말합니다. “큰 문제는 이러한 돌연변이가 선택적인지 아닌지입니다.”라고 그는 말합니다.
대부분의 경우 안면암은 감염 후 6~12개월이 지나면 종양이 나타날 때까지 전염되지 않습니다. 그러나 빠르게 성장하는 DFT2 암은 이 창을 축소하여 더 빠르게 퍼지는 더 많은 감염으로 이어질 수 있다고 Hamede는 말합니다. 이것은 암과 그 변이체가 전염성이 낮은 유형에 비해 경쟁 우위를 제공할 수 있습니다. Hamede는 “그것은 장기적인 진화적 이점이 될 것”이라고 말했습니다.
취약계층
이전 연구 2에서는 태즈메이니아 데블 개체수가 점점 더 탄력적으로 변하고 있는 것으로 나타났지만 비교적 최근에 DFT2가 출현한 것은 우려스럽다고 호주 브리즈번에 있는 퀸즐랜드 대학교의 유전학자인 Hannah Siddle은 말합니다. “그것은 특히 두 종양이 순환하는 지역에서 야생에서 악마를 취약하게 만듭니다.”라고 그녀는 말합니다. “이것은 지역 인구 충돌 또는 호스트 인구에 대한 아직 알려지지 않은 선택을 유발할 수 있습니다.”
Hamede는 연구원들이 어떻게 암이 진화하고 나머지 태즈매니아 데블 개체군을 통해 퍼질지 예측할 수 있으려면 더 많은 연구가 필요하다고 말합니다. Hamede는 “이것은 우리가 실제로 목격해 온 진행 중인 진화 과정입니다.”라고 말합니다. “이 두 번째 전염성 암은 상황을 더욱 복잡하게 만들 것입니다.“
doi: https://doi.org/10.1038/d41586-023-01349-7
References
Stammnitz, M. R. et al. Science 380, 283–293 (2023).
Stahlke, A. R. et al. Proc. R. Soc. B 288, 20210577 (2021).
https://www.nature.com/articles/d41586-023-01349-7
