Некоторые млекопитающие — вроде китов, слонов и голых землекопов — приобрели способность жить намного дольше других видов. Теперь ученые выяснили, какие гены для этого необходимы и как долгожительство связано с сигнальным путем mTOR.
Гренландский кит, или полярный кит (лат. Balaena mysticetus) — млекопитающее, которое живет дольше всех
Старение — это сложный биологический процесс, а точнее целый ряд связанных процессов, которые постепенно, но неуклонно выводят из строя человеческое тело. Большое значение при этом имеет генетический фактор — какие мутации имеет конкретный человек и как они меняют работу его генов.
Разумеется, занятые старением ученые — геронтологи — стремятся не только понять это процесс, но и замедлить его. Среди прочего они изучают животных-долгожителей — такие виды, которые способны прожить очень долго благодаря каким-то особым адаптациям в геноме.
Среди млекопитающих — к которым относится и человек — дольше всего живут гренландские киты (более 200 лет), африканские слоны (до 65) и, например,
голый землекоп — чудо-зверь, который не чувствует боли, устойчив к раку и живет колониями под землей. Его
максимальная продолжительность жизни — до 37 лет, что намного больше, чем у его родичей-грызунов.Эти млекопитающие и другие виды-рекордсмены по длительности жизни — явно не самые близкие родственники друг другу. И тем не менее
их объединяет способность к долгожительству, скорее всего приобретенная за счет каких-то общих генетических механизмов.С этим вопросом разобрались авторы новой
статьи для
BMC Genomics, исследователи из Китая. Их заинтересовали те гены, которые делают зверей долгожителями, при этом они рассмотрели не полный их набор, а
только те гены, что участвуют в работе так называемого пути mTOR (PI3K/AKT/mTOR).Этот сигнальный путь имеет большое значение для работы самых разных клеток — он управляет их делением (клеточным циклом), программируемой клеточной смертью (апоптозом), обменом веществ и так далее. Он также играет ключевую роль в развитии онкологических болезней и старения — и поэтому все чаще привлекает внимание геронтологов. В работе пути PI3K/AKT/mTOR принимают участие особые ферменты, переносящие остатки фосфорной кислоты, в том числе mTOR (мишень рапамицина млекопитающих). Поэтому
рапамицин, который подавляет mTOR, в эксперименте способен продлить продолжительность жизни.Итак, авторы рассмотрели 72 гена, связанные с путем mTOR в геномах 48 видов млекопитающих. Среди них были как «рекордсмены», имеющие высокий коэффициент долгожительства (longevity quotient) вроде людей, горилл, шимпанзе и китообразных, так и обычные млекопитающие — в качестве группы контроля.
С помощью методов биоинформатики ученые выяснили, что активному отбору в ходе эволюции долго живущих зверей подверглись от 12 до 17 рассмотренных генов. Среди них семь участвуют в аутофагии (удалении поврежденных частей клеток) или развитии связанных с возрастом заболеваний, восемь генов — в возникновении рака. Это указывает на особое значение предотвращения таких заболеваний для продления жизни диких животных.
Помимо этого, статья описывает характерные общие мутации (а именно замены в последовательности генов), которые виды-долгожители приобрели независимо друг от друга. Скажем, мутация в гене MIOS у трех видов летучих мышей или замена в гене SESN2, возникшая у человека и трех его близких родственников — гориллы, шимпанзе и бонобо. Удивительно, что некоторые из связанных с медленным старением замен одинаковы у самых разных млекопитающих — от рукокрылых до морских млекопитающих и приматов.
Новое исследование важно не только для понимания эволюции млекопитающих — оно также помогает понять механизмы старения и возможные пути «притормозить» этот нежелательный процесс.
Комментарии читателей
на нашу рассылку