Японское долголетие объяснили разрывами в ДНК
Они оказались барьером на пути вредных мутаций клеток в пожилом возрасте
Российские биологи вместе с зарубежными коллегами изучили митохондриальные геномы японских долгожителей и установили, какие их особенности влияют на долгую жизнь носителей. Ученые пришли к выводу, что биологически продолжительность жизни не зафиксирована жестко и заметно варьирует в зависимости от набора генов того или иного организма.
На протяжении длительного времени ученые считали, что все многоклеточные организмы подвержены старению и смерти. В XX веке выяснилось, что ситуация не так однозначна: целый ряд видов показывает так называемое пренебрежимое старение (negligible senescence). Отдельные виды, например стрекающие рода Turritopsis, потенциально биологически бессмертны. Разумеется, этот тезис надо воспринимать с осторожностью, поскольку, чтобы убедиться в «бессмертии» организма, надо наблюдать такое существо бесконечное количество лет, что науке не под силу. Сейчас можно говорить лишь о том, что ученые не зафиксировали смертей от старости у представителей этого вида.
После того как ученые обнаружили пренебрежимое старение у голых землекопов, стало ясно, что и для млекопитающих ситуация со старением может быть неоднозначной. Это потенциально указывает на то, что при определенных комбинациях генов и продолжительность жизни человека может отличаться от стандартной. Существуют гипотезы о том, что смерть и старение многоклеточных организмов – это не исходные их черты. Будто бы многоклеточные приобрели все это в ходе эволюции, поскольку гибель более старых особей позволяла виду быстрее меняться в условиях быстро изменяющейся окружающей среды.
Авторы новой работы (Mikhailova et al., Deleterious in late life mitochondrial alleles and aging: secrets of Japanese centenarians) обратились к данным о знаменитых своими долгожителями японцах. Они исследовали носителей митохондриальной гаплогруппы D4a, которых необычайно много среди тех японцев, что по возрасту старше 105 лет. Митохондриальный геном наследуется лишь по женской линии, а конкретно D4a распространен главным образом в Японии, Таиланде и Лаосе.
Исследователи сосредоточились на том, как митохондриальный геном носителей этой гаплогруппы влияет на накопление мутаций в соматических (неполовых) клетках. Накопление таких мутаций после деления клеток – один из основных факторов старения. Частота таких мутаций тем выше, чем больше в ДНК прямых повторов отдельных отрезков, поэтому исследователи рассматривают такие повторы как аллели (аллелью называют различные формы одного и того же гена), потенциально вредоносные в пожилом возрасте.
Ученые искали такие аллели в митохондриальном геноме носителей гаплогруппы D4a. Исследователи обнаружили, что в общих прямых повторах этих аллелей – наиболее длинных повторах в митохондриальном геноме – есть точечные «разрывы». Они представляют собой мутации в виде генов, вид которых изменяют случайные процессы. Эти гены не повторяются от одного общего прямого повтора к другому.
Из этого исследователи делают вывод, что подобные разрывы в ДНК как минимум частично объясняют необычайное долголетие среди японцев – носителей гаплогруппы D4a. Вместе с тем авторы не смогли найти никаких признаков того, что такая особенность митохондриальной ДНК как-то помогает ее носителям передавать свои гены в рамках отбора. Когда они попытались найти у 700 видов млекопитающих сходную связь между малым количеством прямых общих повторов в митохондриальной ДНК и успехом в половом отборе, то также не обнаружили такой связи.
По всей видимости, эта особенность проявляется лишь в настолько пожилом возрасте, что размножение уже почти не идет (полностью не идет для женщин из-за климакса и маловероятно – для мужчин из-за возраста и репродуктивного статуса их половых партнеров). Если шансы размножиться от той или иной особенности ДНК не повышаются, то никакого положительного отбора такая особенность генома не испытывает.
Однако такая черта и не мешает ее носителям проходить естественный отбор, то есть размножаться или преуспевать в молодом и среднем возрасте. Отсутствие «минусов» у такой особенности митохондриальной ДНК делает ее положительной чертой. Ученые отмечают, что обнаружение такой нейтральной в плане отбора черты, способствующей здоровой и длительной старости, важно как для создания будущих геропротекторов, так и для того, чтобы глубже понимать эволюционные процессы, приведшие к старению.
Иван Ортега, «Чердак»
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru
