Учёные, проводящие исследование продолжительности жизни различных морских позвоночных животных, отмечают, что она варьирует в очень широких пределах — от пяти недель в случае карликового бычка до 400 лет (гренландская акула). Одним из животных-долгожителей моря является алеутский морской окунь Sebastes aleutianus, обитающий в Тихом океане и достигающий метра в длину. Он может жить более 200 лет. Однако близкий родственник этой рыбы — малый морской окунь Sebastes viviparus, живёт всего 11 лет. Получается, что даже близкие виды могут сильно отличаться по продолжительности жизни. Это означает, что «секрет молодости» может заключаться в единичных генах.
Специалисты из Калифорнийского университета в Беркли под руководством Питера Садманта отсеквенировали геномы 88 видов тихоокеанских окуней. При этом 79 видов относились к роду Sebastes, а оставшиеся девять принадлежали к близкородственной группе. Степень родства между отсеквенированными видами биологи установили с помощью филогенетического дерева.
Виды-долгожители были «разбросаны» по дереву, а не собраны в одну группу, что говорит о том, что долголетие возникало в процессе эволюции несколько раз.
Если ген позволяет своему обладателю лучше приспособиться к условиям окружающей среды, то он закрепляется в популяции и передаётся следующим поколениям — в таком случае говорят, что ген подвергается положительному отбору. Чтобы установить, какие гены отвечают за высокую продолжительность жизни, биологи вычислили корреляцию между генами, подвергшимися положительному отбору, и продолжительностью жизни. Всего учёные обнаружили 91 ген такого типа, многие из них участвуют в клеточном росте и делении, а также контролируют апоптоз — контролируемую клеточную гибель. Кроме того, среди этих генов были участники сигнального пути, который активируется в ответ на добавление глюкозы или инсулина.
Авторы отмечают, что 16 из 91 гена отвечают за поддержание структуры ДНК, а также её репликацию и репарацию. Некоторые из этих генов уже были найдены у других видов-долгожителей: например, DCLRE1B, FEN1 и MCM6. Ген DCLRE1B, обнаруженный ранее в геноме гигантской черепахи — ещё одного долгоживущего животного — отвечает за поддержание теломер, «колпачков» на концах ДНК, участвующих в её делении. FEN1 участвует в репарации азотистых оснований ДНК, а белковый продукт гена MCM6 входит в состав хеликазы — фермента, раскручивающего спираль ДНК в процессе репликации, транскрипции и репарации.
Продолжительность жизни наземных позвоночных часто связана с размерами тела: чем больше животное, тем дольше оно живёт. Такая зависимость наблюдается и для тихоокеанских окуней. Для того чтобы исследовать, как обнаруженные гены влияют на размер тела, а заодно и на условия обитания, учёные построили линейную модель, в качестве переменных выбрав размер тела и глубину обитания (как наиболее удобный для оценки параметр среды обитания). Анализ показал, что 81 ген из 91 был напрямую или косвенно связан с размером тела или глубиной обитания.
Биологи также исследовали геномы окуней и на наличие геномных перестроек: иногда в процессе эволюции гены могут умножаться или перемещаться. Учёные обнаружили положительную корреляцию между числом копий некоторых генов и продолжительностью жизни. Больше всего умножений генов было обнаружено на хромосоме 1 у Sebastes aleutianus: на ней находится девять генов, число копий которых варьирует от ноля до семи. Среди этих девяти генов шесть являются членами семейства бутирофилинов — белков, которые ингибируют синтез цитокинов Т-лимфоцитами, тем самым оказывая противовоспалительное действие. Среди шести членов семейства бутирофилинов, найденных на хромосоме 1, был BTNL2, мутации в последовательности которого связаны с развитием саркоидоза. Всего на хромосоме 1 у Sebastes aleutianus было обнаружено 22 участка дупликации генов, кодирующих бутирофилины.
Статья опубликована в журнале Science.
Источник: nplus1.ru
Читайте по теме:
В США началось новое исследование биомаркеров, указывающих на рак у собак
В Penn Vet изучат влияние домашних животных на микробиом кишечника человека
Исследование показало, что некоторые опухоли у собак и человека молекулярно схожи между собой
