Многие животные известны своим долголетием. Морские черепахи могут жить до 50 и более лет, а гренландские акулы - более 400 лет. Некоторым животным выпала честь жить долго, другим не повезло.
У некоторых видов продолжительность жизни значительно короче. как карликовый бычок, австралийская рыба, которая живет всего 8 недель. С другой стороны, взрослые поденки живут в среднем всего 24 часа.
Поэтому в целом может быть очень сложно рассчитать продолжительность жизни разных видов. И что о многих из них до сих пор неизвестно, поскольку ученые полагаются на выборку диких животных, находящихся в неволе, то есть в условиях, сильно отличающихся от условий их естественной среды обитания.
Теперь ученые ищут новые методы оценки продолжительности жизни: чтение ДНК — наиболее изученный подход в последние годы.
Понимание продолжительности жизни по ДНК
В статье 2019 года, опубликованной в Scientific Reports Исследователи предсказали продолжительность жизни позвоночных, включая рептилий и млекопитающих, изучая определенные части их ДНК. Они собрали генетическую информацию от 252 организмов и сосредоточились на последовательностях ДНК, которые могут объяснить большие различия в продолжительности жизни, наблюдаемые в животном мире. На основе этих данных они построили алгоритм для прогнозирования максимальной продолжительности жизни живых и даже исчезнувших видов. Они назвали это «часами продолжительности жизни» и использовали их для уточнения средней продолжительности жизни некоторых видов-долгожителей.
Благодаря реальным приложениям и возможности раскрыть новые подробности прошлого, чтение ДНК является многообещающим методом для генетиков, которые хотят понять, как стареют животные (включая людей) и как помочь им жить дольше. Помимо этого, опирайтесь на метилирование это может помочь определить, когда животное испытывает экологический стресс и рискует иметь более короткую продолжительность жизни или раньше умереть.
Тикающие часы в вашей ДНК
ДНК - это биологическая модель, которая делает каждое живое существо уникальным. Все, от роста человека до легендарной оранжевой чешуи рыбы-клоуна, можно проследить до инструкций ДНК. Когда дело доходит до определения продолжительности жизни, ДНК также может иметь значение. Более конкретно, метилирование, биологический процесс внутри клеток, может содержать ключ к разгадке продолжительности жизни и процесса старения у людей и животных.
Несколько слов о метилировании
В течение нашего жизненного цикла гены включаются и выключаются. Это имеет решающее значение для здорового роста и развития, а метилирование — важный процесс, управляющий экспрессией генов. Во время метилирования ферменты добавляют к гену метильную группу, что предотвращает его транскрипцию. Это немного похоже на наложение временных наручников на ген: ген все еще существует, но клеточный механизм не может его прочитать или превратить в белок. Итак, метилирование выключает гены, а деметилирование (удаление той же метильной группы) включает их, и все это влияет на продолжительность жизни.
Хотя закономерности метилирования и то, как они регулируются, остаются плохо изученными, исследования показали, что метилирование снижается с возрастом. У долгожителей оно снижено до минимума. Означает ли это, что большее количество метилирования - это хорошо? Смотря как. Ряд нормальных клеточных процессов зависят от метилирования. Но может случиться так, что деактивация определенных генов предотвращает их экспрессию, снижая риск развития определенных заболеваний.
Метилирование ДНК также можно использовать в качестве маркера для определения возраста животных. Изучение дикой природы, которая может значительно пережить человека, может оказаться непростой задачей. Используя свою технику метилирования, исследователи, написавшие исследование Scientific Reports, узнали, что le киты имеют максимальную естественную продолжительность жизни 268 лет. Это новая информация: предыдущие измерения показали, что продолжительность их жизни составила 211 лет. Исследователи также применили тот же метод для прогнозирования продолжительности жизни некоторых ныне вымерших видов. Например, выяснилось, что шерстистый мамонт может жить до 60 лет. Продолжительность жизни аналогична продолжительности жизни африканских слонов, которые до сих пор населяют африканские саванны.
Люди: запрограммированы на жизнь 38 лет?
В том же исследовании изучались геномы наших древних родственников гоминидов: неандертальцев и денисовцев. И он обнаружил, что продолжительность жизни обоих древних видов гоминидов составляла 37,8 года. Интересно отметить, что продолжительность жизни первого Homo sapiens, нашего вида, также составляла 38 лет. (Может, в конце концов, мы не так уж сильно отличаемся от наших ранних предков.)
Может показаться странным, что у людей такая короткая продолжительность жизни записана в нашей ДНК. Значит ли это, что мы должны умереть в 38 лет? Не совсем. Как пишет ведущий автор исследования, Бенджамин Мэйн«Людей можно считать исключением из этого исследования, поскольку достижения в медицине и образе жизни увеличили продолжительность жизни».
Ведь гены - это не судьба
Вы все еще можете задаться вопросом, почему существуют такие резкие различия между видами с точки зрения продолжительности жизни и метилирования. Может ли контроль метилирования увеличить продолжительность жизни среди представителей одного вида?
У разных животных внутри клеток имеются разные механизмы, регулирующие скорость метилирования. Эти различия также наблюдаются между животными одного и того же вида., потому что метилирование зависит от множества факторов, включая различные среды и основные заболевания. У человека, больного раком, паттерны метилирования ДНК будут отличаться от паттернов метилирования ДНК здорового человека просто потому, что болезнь связана с генетическими изменениями.
Здоровый и активный образ жизни также, вероятно, будет иметь большое значение. Исследования показали, что люди, которые занимаются спортом и едят больше фруктов и овощей, часто имеют более высокий уровень метилирования, что контрастирует с обычно наблюдаемым возрастным снижением.
