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Saturday, November 11, 2017

EXTENDED HUMAN BEING LIFE


From Quantamagazine images



RECYCLED ANTICANCER GENES
We thought that prolongation of  human  useful life would be linked to human body recycling with embryonic stem cells or, to an enhancement of the immune system -that is- eliminating harmful noxious, would extend human life. Today, we have a novel, simple, extraordinary and improved proposal, proven again and again by the evolution of the species. The fossil remains of elephants (30 million years ago), when they struggled to acquire giant body conformations -showed a paradox- large bodies with prolonged lives are exposed to developing neoplasms. Therefore, Richard Peto (cancer epidemiologist/University of Oxford) was surprised that the large size of the elephants were not associated with high cancer frequencies. The low frequency of neoplasms (3%), in elephants, was understandable only if, shortly before acquiring large sizes, these animals had converted a portion of their genetic material junk into a defense against cancer. One hypothesis suggested that an old non-functional gene had been recycled from the abundant genomic junk, increasing the sensitivity of   incipient tumor cells to an early death (apoptosis). In 2015, J. Schiffman (Utah School of Medicine and Carlo Maley (Arizona State University), showed that  elephant's genome had 20 extra duplicates of the suppressor gene (p53), suggesting that the function of these copies had a cancer  suppressive effect. Vincent Lynch(University of Chicago), discovered that one of these oncogenes: LIF6 (a non-functional duplicate of an ancestral gene), had suddenly adopted an anti-cancer function. According to Lynch, elephants and their small relatives (armadillos, hyraxes, and aardvarks), also duplicate copies of their LIF gene (leukemia inhibitor factor), noting that normally this protein is related to fertility, reproduction and growth stimulation of embryonic stem cells. None of these duplicates could carry out normal gene functions.  In 2017, Lynch showed that 11 duplicates of LIF gene were incomplete (lacked the initial block of  coding protein of information and the promoter sequence to regulate the activity of the gene). Lynch found RNA transcripts in a LIF duplicate, which had a promoter sequence of a few thousand bases of LIF6 and a DNA sequence similar to a binding area for the p53 protein, suggesting that p53 regulated the expression of LIF6. The LIF6 gene blocked the activity of the gene and prevented apoptosis (a control to eliminate defective tissue). The LIF 6, eradicator of malignant cells, created breaks in the surrounding membranes of the mitochondria. Lynch also found in genomes of closely related species (manatees, hyraxes, extinct mammoths, mastodons), evidence that LIF 6 gene had been duplicated 17 times and lost 14, during the evolution of the lineage of the elephants. Hyraxes and manatees had duplicates of LIF6, but duplicates of p53 only appeared in live and extinct elephants. Most duplicates of LIF gene are pseudogenes: copies of unused genes that survived in genome at random. LIF 6 is a re-functionalized pseudogene that re-evolved into a functional gene, starting from an ancestor and only modern and extinct elephants possess it, since they diverged from their related species. Not all animals have a re-functionalized LIF 6, because this protection has risks. LIF6 suppresses cancer, but extra copies of LIF6 could kill normal cells if the copies were accidentally activated. The LIF is critical for the implantation of the embryo in the uterus. The LIF and p53 together regulate the efficiency of reproduction. When the same set of genes has 2 functions (reproduction and suppression of cancer), they come into conflict (antagonistic pleiotropy). The elephants resolved this antagonism by duplicating their p53 and LIF genes and dividing their functions. According to Maley, some copies of p53 and LIF are dedicated to fertility, while other pairs of LIF and p53 suppress cancer. This method would not be a unique solution, because certain whales have a single copy of p53 and LIF. According to Maley, this knowledge will have applications in the prevention of cancer.
 GENES ANTICANCER RECICLADOS

Pensábamos que la prolongación de la vida útil humana estaría ligada al reciclaje corporal humano con células madre embrionarias o, a una potenciación del sistema inmune que, eliminando noxas perjudiciales, extendería la vida humana. Hoy, disponemos de una novedosa, sencilla, extraordinaria y mejorada propuesta, probada una y otra vez por la evolución de las especies. Los restos fósiles de elefantes de hace 30 millones de años, cuando pugnaban por adquirir conformaciones corporales gigantescas -muestran una paradoja-: los cuerpos grandes con vidas prolongadas están expuestos a desarrollar neoplasias. Por ello, A Richard Peto (epidemiólogo del cáncer/Universidad de Oxford), le sorprendió que el gran tamaño de los elefantes no se asociase a altas frecuencias de cáncer. La baja frecuencia de neoplasias (3%), en los elefantes, se hacía comprensible solo, si poco antes de adquirir grandes tamaños, estos animales hubiesen convertido una porción de su material genético basura, en una defensa contra el cáncer. Una hipótesis sugería que un gene antiguo no funcional, hubiese sido reciclado de la abundante basura genómica, incrementándose la sensibilidad de las células tumorales incipientes a una muerte temprana (apoptosis). El 2015, J. Schiffman (Utah School of Medicine y Carlo Maley (Arizona State University), demostraron que el genoma del elefante tenía 20 duplicados extras del gene supresor (p53), sugiriendo que la función de estas copias tuviese un efecto supresor del cáncer. Vincent Lynch: (Universidad de Chicago), descubrió que uno de estos oncogenes: LIF6 (duplicado no funcional de un gene ancestral), había adoptado de súbito una función anticancerígena.  Según Lynch, los elefantes y sus parientes pequeños (armadillos, damanes y cerdos hormigueros), también duplican copias de  su gene LIF (inhibidor de la leucemia), advirtiendo que normalmente esta proteína se relaciona con la fertilidad, reproducción y estimulación del crecimiento de células madre embrionarias. Ninguno de los duplicados podía llevar a cabo las funciones normales del gene.   El 2017, Lynch demostró que 11 duplicados del gene LIF, eran incompletos (les faltaba el bloque inicial de la proteína codificadora de la información y la secuencia promotora para regular la actividad del gene). Lynch encontró transcriptos de RNA en un duplicado LIF, que tenía una secuencia promotora de pocos miles de bases de LIF6 y, una secuencia de DNA semejante a un área de unión para la proteína p53, sugiriendo que el p53, regulaba la expresión   del LIF6.  El gen LIF6, bloqueaba la actividad del gene e impedía la apoptosis, un control para eliminar tejido defectuoso. El LIF 6 erradicador de células malignas, creaba roturas en las membranas circundantes de las mitocondrias. Lynch además encontró en genomas de especies estrechamente relacionadas (manatíes, damanes, mamuts extintos, mastodontes), evidencias de que el gene LIF 6 había sido duplicado 17 veces y perdido 14, durante la evolución del linaje de los elefantes. Damanes y manatíes tenían duplicados del LIF6, pero los duplicados del p53 solo aparecían en elefantes vivos y extintos.  La mayoría de los duplicados del gene LIF son pseudogenes: copias de genes sin uso que sobrevivieron en el genoma al azar. El LIF 6 es un pseudogene re-funcionalizado que re-evoluciono a un gene funcional, a partir de un ancestro y que solo lo poseen los elefantes modernos y extintos, desde que divergieron de sus especies relacionadas. No todos los animales tienen un LIF 6 re-funcionalizado, porque esta protección tiene riesgos. El LIF6 suprime el cáncer, pero las copias extras de LIF6 podrían matar células normales si las copias fuesen activadas accidentalmente. El LIF es crítico para la implantación del embrión en el útero. El LIF y el p53 regulan juntos la eficiencia de la reproducción. Cuando el mismo set de genes tiene 2 funciones (reproducción y supresión del cáncer), entran en conflicto (pleiotropia antagónica). Los elefantes resolvieron este antagonismo, duplicando sus genes p53 y LIF y dividiendo sus funciones. Según Maley, algunas copias de p53 y LIF se dedican a la fertilidad, mientras otros pares de LIF y p53 suprimen el   cáncer. Este método no sería una solución única, porque ciertas ballenas tienen una sola copia de p53 y LIF. Según Maley estos conocimientos tendrán aplicaciones en la prevención del cáncer.  

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4 Comments:

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