626
Новий генетичний аналіз порід собак дав одне з найчіткіших пояснень, чому великі собаки зазвичай живуть менше за дрібні. Команда біологів, результати якої описані в журналі Science, пов’язує цю різницю зі «стрибаючими генами», що з віком починають руйнувати ДНК у клітинах тварин.
Ця закономірність добре знайома власникам: чим більший пес, тим коротший у нього життєвий шлях. Вона не абсолютна, але гігантські породи на кшталт догів часто помирають раніше, ніж менші собаки, й частіше страждають від вікових хвороб. Водночас серед багатьох інших ссавців усе навпаки: великі види, як-от кити, нерідко живуть значно довше за дрібних гризунів.
Такий контраст робить собак особливо цінною моделлю для вивчення старіння. За словами співавтора дослідження, еволюційного біолога Ноя Снайдер-Меклера (Noah Snyder-Mackler) з Університету штату Аризона, у межах одного виду вони демонструють разючу різницю у тривалості життя та темпах старіння.
Додатковою перевагою є те, що собаки понад 30 тисяч років живуть поряд із людьми, поділяючи з нами середовище, спосіб життя й багато звичок. Тож розуміння їхньої генетики може допомогти й у вивченні людської біології. Про це детальніше розповідає матеріал видання Popular Science.
Як вивчали старіння собачого організму
Снайдер-Меклер і його колеги проаналізували генетичні дані 864 собак, зібрані в межах проєкту Dog Aging Project. Вони зосередилися на так званому геномному картуванні ДНК-метилювання — процесу, який дозволяє генам «вмикатися» й «вимикатися» без зміни самої послідовності ДНК.
ДНК-метилювання є частиною ширшої епігенетичної системи, на яку впливають зовнішні фактори, зокрема стрес і харчування. Воно вважається важливим показником як регуляції ДНК, так і біологічного віку організму.
Команда виявила, що швидкість старіння в різних порід пов’язана з втратою контролю над певним класом транспозонів — «стрибаючих генів» — які називають LINE1. Ці ділянки ДНК здатні копіювати себе й переміщуватися між хромосомами, вбудовуючись у нові місця та пошкоджуючи геном.
У молодому віці цей процес стримується саме завдяки ДНК-метилюванню. Однак з роками рівень метилювання падає, і здатність клітин контролювати LINE1 слабшає. Менше регуляції означає більше генетичних поломок, мутацій, зростання ризику хвороб і раку.
«Стрибаючі гени» і чому великі собаки старіють швидше
За словами Снайдер-Меклера, саме епігенетична регуляція транспозонів, особливо LINE1, виглядає ключовим чинником, що формує швидкість старіння у різних собак. Дослідники з’ясували, що понад 40 відсотків геномних ділянок, пов’язаних із LINE1, втрачають метилювання в міру старіння тварини.
Ключова відмінність між породами полягає в тому, наскільки швидко відбувається ця втрата. У великих собак падіння рівня метилювання LINE1 йшло значно швидше, ніж у дрібних. Загалом великі породи втрачали в середньому на 35 відсотків більше метилювання цих елементів порівняно з невеликими собаками.
Співавтор дослідження, геноміст Блейз Марінер (Blaise Mariner) з Університету штату Аризона, робить висновок: пришвидшене старіння у великих собак може частково пояснюватися саме послабленням контролю над «стрибаючими генами».
Науковці поки що не можуть однозначно сказати, чи є LINE1 безпосередньою причиною старіння виду або ж лише важливим маркером цього процесу. Але нові дані підкреслюють, що ці ділянки генома є ключовими вузлами біологічного старіння, принаймні у собак.
Можливі підказки для вивчення людського старіння
Хоча робота зосереджена на собаках, її автори вважають, що висновки можуть виявитися корисними й для досліджень людини. Якщо подібні механізми регуляції LINE1 та інших транспозонів діють і в нашому геномі, вони можуть стати перспективною мішенню для майбутніх терапій.
Снайдер-Меклер припускає, що, якщо роль таких елементів у старінні людини підтвердиться, вплив на них або на механізми, які їх контролюють, може відкрити шлях до стратегій, спрямованих на подовження періоду здорового життя, а не лише загальної тривалості.
Поки що це гіпотеза, що потребує додаткових перевірок у різних видів і за участю людей. Однак дослідження вже демонструє, наскільки багато можна дізнатися про наш власний організм, уважно придивившись до генетики добре знайомого супутника людини — собаки.
Біологи з’ясували, чому великі собаки старіють і вмирають раніше з’явилася спочатку на Цікавості.
