Деякі ссавці – на зразок китів, слонів і голих землекопів — придбали здатність жити набагато довше інших видів. Тепер вчені з’ясували, які гени для цього необхідні і як довгожительство пов’язане з сигнальним шляхом mTOR.
Старіння – це складний біологічний процес, а точніше цілий ряд пов’язаних процесів, які поступово, але неухильно виводять з ладу людське тіло. Велике значення при цьому має генетичний фактор — які мутації має конкретна людина і як вони змінюють роботу його генів.
Зрозуміло, зайняті старінням вчені-геронтологи – прагнуть не тільки зрозуміти цей процес, але і уповільнити його. Серед іншого вони вивчають тварин-довгожителів – такі види, які здатні прожити дуже довго завдяки якимось особливим адаптаціям в геномі.
Серед ссавців – до яких відноситься і людина – найдовше живуть гренландські кити (більше 200 років), африканські слони (до 65) і, наприклад, голий землекоп — диво-звір, який не відчуває болю, стійкий до раку і живе колоніями під землею. Його максимальна тривалість життя – до 37 років, що набагато більше, ніж у його родичів-гризунів.
Ці ссавці та інші види-рекордсмени за тривалістю життя — явно не найближчі родичі один одному. Проте їх об’єднує здатність до довгожительства, швидше за все придбана внаслідок якихось загальних генетичних механізмів.
З цим питанням розібралися автори нової статті для BMC Genomics, дослідники з Китаю. Їх зацікавили ті гени, які роблять звірів довгожителями, при цьому вони розглянули не повний їх набір, а тільки ті гени, що беруть участь в роботі так званого шляху mTOR (PI3K/AKT/mTOR).
- Чи можна передбачати цунамі?
- Арктика і північна частина Тихого океану впливають один на одного вже мільйони років
- Таємничі поховання, яким 1600 років, нарешті пояснили
Цей сигнальний шлях має велике значення для роботи найрізноманітніших клітин — він керує їх поділом (клітинним циклом), програмованої клітинної смертю (апоптозом), обміном речовин і так далі. Він також відіграє ключову роль у розвитку онкологічних хвороб і старіння — і тому все частіше привертає увагу геронтологів. У роботі шляху PI3K/AKT / mTOR беруть участь особливі ферменти, що переносять залишки фосфорної кислоти, в тому числі mTOR (мішень рапаміцину ссавців). Тому рапаміцин, який пригнічує mTOR, в експерименті здатний продовжити тривалість життя.
Отже, автори розглянули 72 гени, пов’язані зі шляхом mTOR в геномах 48 видів ссавців. Серед них були як «рекордсмени», що мають високий коефіцієнт довгожительства (longevity quotient) на зразок людей, горил, шимпанзе і китоподібних, так і звичайні Ссавці — в якості групи контролю.
За допомогою методів біоінформатики вчені з’ясували, що активному відбору в ході еволюції довгожителів звірів піддалися від 12 до 17 розглянутих генів. Серед них сім беруть участь в аутофагії (видаленні пошкоджених частин клітин) або розвитку пов’язаних з віком захворювань, вісім генів — у виникненні раку. Це вказує на особливе значення запобігання таким захворюванням для продовження життя диких тварин.
Крім цього, стаття описує характерні загальні мутації (а саме заміни в послідовності генів), які види-довгожителі придбали незалежно один від одного. Скажімо, мутація в гені MIOS у трьох видів кажанів або заміна в гені SESN2, що виникла у людини і трьох його близьких родичів — горили, шимпанзе і бонобо. Дивно, що деякі із замін, пов’язаних із повільним старінням, однакові у найрізноманітніших ссавців – від рукокрилих до морських ссавців до приматів.
Нове дослідження важливо не тільки для розуміння еволюції ссавців — воно також допомагає зрозуміти механізми старіння і можливі шляхи «пригальмувати» цей небажаний процес.