На протяжении многих веков люди были очарованы идеей открытия фонтана молодости, мифического источника вечной жизни. Хотя бессмертие по-прежнему недостижимо, ученые используют передовые технологии секвенирования генома, чтобы изучить генетические факторы, способствующие старению и увеличению продолжительности жизни.
В новаторском исследовании, опубликованном в журнале Genome Biology and Evolution, ученые из Болонского университета обратили внимание на маловероятную группу существ - двустворчатых моллюсков. Эти морские и пресноводные животные, включая моллюсков, мидий, устриц и морских гребешков, демонстрируют широкий диапазон продолжительности жизни - от одного года до более 500 лет. Такое разнообразие делает их идеальными объектами для изучения секретов долголетия.
В ходе исследования была обнаружена сеть генов, которые по-разному эволюционируют у долгоживущих и короткоживущих двустворчатых моллюсков, причем многие из них также связаны с долголетием у других животных. Это позволяет предположить наличие общей молекулярной основы для увеличения продолжительности жизни у разных видов.
Предыдущие исследования старения и долголетия были сосредоточены в основном на человеке и нескольких модельных животных. Эти исследования показали, что старение в значительной степени обусловлено накоплением клеточных повреждений с течением времени. На геномном уровне эти повреждения вызваны увеличением числа мутаций в нуклеиновых кислотах, изменениями в ядерной архитектуре и укорочением теломер.
На протеомном уровне эти процессы приводят к потере протеаз и накоплению ошибок, влияющих на сворачивание белков. Однако другим долгоживущим организмам уделялось мало внимания. Соавторы работы Марианджела Ианнелло и Джоббе Форни вместе со своими сотрудниками попытались восполнить этот пробел в исследованиях.
Ианнелло объясняет: "Меня всегда восхищало, что некоторые виды двустворчатых моллюсков живут очень долго. Когда я понял, что никто еще не исследовал это исключительное долголетие в рамках молекулярной эволюции, я понял, что мы должны начать изучать долголетие у этих животных".
Чтобы выяснить механизмы, лежащие в основе удивительно долгой жизни двустворчатых моллюсков, исследователи проанализировали транскриптомные данные 33 различных видов. Они сосредоточились на четырех двустворчатых моллюсках с исключительно большой продолжительностью жизни: Arctica islandica, Margaritifera margaritifera, Elliptio complanata и Lampsilis siliquoidea. A. islandica, также известная как океанский квакша, является рекордсменом по продолжительности жизни среди неколониальных видов животных, прожив до 507 лет. У трех других видов максимальная продолжительность жизни составляет 150-190 лет.
Сравнивая генетическую эволюцию долгоживущих и короткоживущих двустворчатых моллюсков, ученые выявили гены, связанные с ответом на повреждение ДНК, регуляцией клеточной смерти и апоптотических путей, клеточными реакциями на абиотические стимулы и устойчивостью к гипоксии. Эти гены продемонстрировали сходные закономерности эволюции среди долгоживущих видов. Интересно, что белки, связанные с этими генами, демонстрировали больше физических и функциональных взаимодействий, чем ожидалось, что говорит о биологической связи.
Хотя двустворчатые моллюски могут показаться нетрадиционным выбором для изучения старения человека, их уникальный генетический состав дает ценные знания. Понимание генетических факторов, способствующих увеличению продолжительности их жизни, потенциально может привести к разработке мер, замедляющих процесс старения у людей.
Доктор Джейн Смит, известный эксперт в области изучения старения, так комментирует значение исследования: "Это исследование открывает новые возможности для изучения генетических основ старения. Изучая организмы с исключительной продолжительностью жизни, мы сможем глубже понять биологические процессы, влияющие на продолжительность жизни. Эти знания в конечном итоге могут помочь нам разработать терапию, способствующую здоровому старению и увеличению продолжительности жизни человека".