Быстро умирающие дрозофилы линии Dahomey едят больше и чаще, чем долгоживущие насекомые линии Oregon R
Сотрудники Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН (г. Пущино) совместно с коллегами из нескольких европейских стран выявили ключевые отличия физиологии дрозофил с различной продолжительностью жизни. Оказалось, что у короткоживущих мух более активны гены сигнального пути TOR (мишень рапамицина), регулирующие рост и деление клеток, а также сигнальная система октопамина – вещества, провоцирующего пищевое поведение. Научная статья опубликована в The Journals of Gerontology Series A (Gubina et al., Essential physiological differences characterise short- and long-lived strains of Drosophila melanogaster – ВМ).
Старение – многофакторный процесс, и большую роль в нем, несомненно, играют гены организма и их активность. Чтобы выявить различия в строении и экспрессии генов у короткоживущих и долгоживущих особей одного и того же вида, обычно используют организмы инбредных линий – таких, в которых все особи на протяжении многих поколений приходятся друг другу близкими родственниками. Это почти наверняка влияет на генетическую картину их старения. Чтобы избежать искажений, вызванных использованием близкородственных особей, авторы нового исследования использовали так называемые аутбредные линии мух вида Drosophila melanogaster. Все насекомые в пределах одной такой линии обладают нужными ученым признаками, но при этом не являются близкими родственниками. Если у них при этом обнаруживаются одни и те же варианты генов, можно смело утверждать, что данные гены действительно играют роль в исследуемых процессах (в данном случае старения и продолжительности жизни).
В новой работе изучали две аутбредные линии дрозофил – Dahomey и Oregon R. Самки Dahomey живут 74−79 дней – меньше, чем представительницы своего вида в среднем. Самки Oregon R, напротив, по сравнению с остальными Drosophila melanogaster долгожительницы – они умирают обычно в возрасте 81−86 дней. На момент начала эксперимента всем мухам исполнилось по 10 дней, то есть насекомые были вполне молоды и пока не проявляли никаких признаков старения. 20 из них посадили в закрытые сосуды без еды и воды и оценивали, сколько особей останется в живых через 16, 20 и 24 часа после голодного заточения. Еще 240 самок умертвили специально, без периода голодания. У них от тела отделили грудь и голову и измерили содержание там различных липидов, углеводов, белков и нуклеиновых кислот. Из последних учитывали главным образом РНК: количество их молекул отражало активность гена, с которого эти РНК были считаны.
Выяснилось, состояние мембран клеток и митохондрий, а также активность генов в организмах дрозофил двух линий существенно отличаются. Интенсивность экспрессии 3 939 генов у дрозофил Dahomey отличалась от таковой у Oregon R. Из них 1 970 работали активнее, а 1 969 – слабее, чем у мух Oregon R. Среди особенно сильно экспрессирующихся генов были те, что усиливают работу сигнального пути TOR. Он стимулирует деление и рост клеток, а также процессы старения. Кроме того, в клетках короткоживущих мух была окислена большая доля липидов, чем у дрозофил-долгожителей – то есть степень окислительного стресса клеточных мембран у них была выше. Также в клетках Dahomey обнаружили повышенное содержание октопамина – сигнального вещества, провоцирующего пищевое поведение, особенно в условиях недостатка пищи. Наконец, мухи короткоживущей линии в среднем раньше погибали от голода, чем самки Oregon R.
Такие результаты дают право утверждать, что даже у молодых, еще не начавших стареть особей уже проявляются особенности физиологии, позволяющие оценить продолжительность их жизни. Также они подтверждают уже известные факты, что ускоренный обмен веществ и систематическое повышенное потребление пищи приближают старение. Наконец, работа российских и зарубежных биологов помогла выявить конкретные гены, от активности которых зависит срок жизни животных «дикого типа» – без специальных модификаций ДНК и близкородственных скрещиваний, способных исказить картину физиологии и биохимии старения.
«Чердак»
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru
