• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
14.04.2022, 10:58
Даниил Сухинов
3 173

Продолжительность жизни млекопитающих связали с частотой мутаций их ДНК 

❋ 3.8

В первом в своем роде исследовании ученые сравнили частоту мутаций ДНК в клетках различных видов млекопитающих — от кролика до жирафа и, конечно, человека. Результаты работы подтверждают давнюю теорию, связывающую частоту мутаций с продолжительностью жизни, старением и развитием раковых заболеваний.

Исследователи изучили частоту соматических мутаций у ряда млекопитающих — от кролика до жирафа. / © Ayesha Cantor / Автор: Павел Сорокин

Генетические изменения, известные как соматические мутации, происходят во всех соматических (то есть всех, кроме половых) клетках организма на протяжении его жизни. Это естественный процесс, при котором, например, соматические клетки человека приобретают от 20 до 50 мутаций в год. Большинство таких мутаций безвредны, поскольку не затрагивают жизненно важные участки ДНК, но некоторые из них могут нарушить нормальное функционирование клетки и даже способствовать ее превращению в раковую. 

Еще с 50-х годов прошлого века ряд ученых предполагали, что эти мутации могут играть немалую роль в старении клеток и всего организма. Однако сложность наблюдения за соматическими мутациями в отдельных клетках затрудняла изучение этой возможности. Лишь в последние несколько лет технологический прогресс в размножении и секвенировании единичных клеток организма позволил наблюдать такие генетические изменения, а значит, ответ на этот давний вопрос, наконец, может быть найден. 

Еще один вопрос из прошлого века — парадокс Пето. Он был сформулирован английским статистиком и эпидемиологом Ричардом Пето в 1977 году и заключается в следующем: если рак развивается из отдельных клеток, виды с более крупными телами (и, следовательно, с большим количеством клеток) теоретически должны иметь более высокий риск развития онкологических заболеваний. Тем не менее ранее неоднократно было показано, что заболеваемость раком у животных не зависит от размера их тела.  

Разрешений у парадокса может быть несколько. Например, наиболее вероятным считается, что виды животных с крупными телами просто развили более совершенные клеточные механизмы для предотвращения развития рака. Но до сих пор неясно, выступает ли одним из таких механизмов снижение накопления генетических изменений в их тканях. 

Группа ученых из Великобритании решила проверить эти теории, изучив соматические мутации у 16 видов млекопитающих, охватывающих широкий диапазон продолжительности жизни и масс тела. Среди исследованных видов: человек, обезьяна, мышь, кошка, лев, тигр, собака, жираф и долгоживущий голый землекоп с известной высокой устойчивостью к раковым заболеваниям. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature

Авторы работы обнаружили, что соматические мутации накапливаются линейно с течением времени, их вызывают сходные механизмы у всех изученных видов, включая людей, несмотря на их существенные различия. При этом частота соматических мутаций снижается по мере увеличения продолжительности жизни каждого вида: следовательно, мутации ДНК играют важную роль в старении организма.  

Линейная регрессия бремени соматических замен (количества мутаций в соматических клетках) в зависимости от индивидуального возраста на примере собак, людей, мышей и голых землекопов. Заштрихованные области обозначают 95% доверительные интервалы линии регрессии. / © Cagan A., et al., Nature, 2022

«Выявление похожего паттерна генетических изменений у животных, так непохожих друг на друга, как мышь и тигр, было неожиданным. Но самый захватывающий аспект исследования состоял в обнаружении того, что продолжительность жизни обратно пропорциональна частоте соматических мутаций. Это предполагает, что соматические мутации могут играть некоторую роль в старении, хотя возможны и альтернативные объяснения. В течение следующих нескольких лет будет интересно расширить эти исследования, включив в них еще более разнообразные виды, такие как насекомые или растения», — поясняет доктор Алекс Кейган (Alex Cagan) из Института Сенгера (Великобритания) и первый автор исследования. 

Однако парадокс Пето все-таки остался неразрешенным. После учета продолжительности жизни авторы не выявили существенной связи между частотой соматических мутаций и массой тела. Это значит, что на способность более крупных животных снижать риск развития рака должны влиять другие факторы. 

Зависимость частоты мутаций в год от продолжительности жизни (с) и от логарифма массы тела взрослой особи (е) для всех исследованных млекопитающих. / © Cagan A., et al., Nature, 2022

По словам авторов, корректировка мутаций кажется весьма элегантным способом контроля заболеваемости раком, но эволюция, видимо, не пошла по этому пути, а придумала другое решение проблемы. 

Интересно, что, несмотря на огромные различия в продолжительности жизни и массе тела между 16 исследованными видами, различия в количестве соматических мутаций, приобретаемых в течение жизни каждого животного, были относительно невелики. В среднем жираф в 40 тысяч раз больше мыши, а человек живет в 30 раз дольше, но разница в количестве соматических мутаций на клетку в конце жизни между этими тремя видами — «всего» три раза. А значит, болезни старости могут быть весьма схожими у широкого круга млекопитающих, независимо от того, начинается эта старость в семь месяцев или в 70 лет.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
15 июля, 13:19
Юлия Тарасова

Чемоданы оказались настоящими рассадниками микробов. Как выяснилось, на отдельных частях дорожных сумок может обитать в 58 раз больше бактерий, чем на сиденьях унитазов в общественном туалете.

15 июля, 12:45
ПНИПУ

В условиях отсутствия связи (шахты, горы, тайга) критически важна надежная передача данных. Ученые Пермского Политеха разработали цифровую радиостанцию, устойчивую к помехам и физическим препятствиям, включая бетонные стены. Устройство передает данные в двух сетях MANET одновременно, обеспечивая скорость до 300 кбит/с (низкоскоростной канал) и 54 Мбит/с (высокоскоростной). Рация работает как ретранслятор и узел сети, что делает ее незаменимой для спасателей, промышленности и туристов. Ключевые преимущества разработки: помехоустойчивость, дальность связи до 30 километров и работа при -25°C до +55 градусов Цельсия.

16 июля, 10:28
Адель Романова

По мнению ученых, наблюдаемые в атмосфере спутника Сатурна Титана сложные органические молекулы могут соединяться в подобия внутриклеточных органелл — везикул. Более того, в дальнейшем эти структуры способны становиться еще более сложными и образовывать не что иное, как протоклетки.

12 июля, 22:10
Редакция Naked Science

Лето 2025 обещает насыщенную линейку научно-фантастических сериалов на ведущих стриминговых платформах. От адаптаций культовых романов до масштабных космических одиссей — мы отобрали проекты, на которые стоит обратить внимание.

11 июля, 17:47
Денис Яковлев

Международная команда ученых оценила связь между длительностью физической активности, ее интенсивностью, риском смерти от всех причин и вероятностью развития сердечно-сосудистых и онкологических заболеваний.

15 июля, 11:00
НИУ ВШЭ

В Институте искусственного интеллекта и цифровых наук ФКН НИУ ВШЭ предложили новый подход, основанный на современных методах машинного обучения, для определения генетического происхождения человека. Графовые нейросети позволяют с высокой точностью различать даже очень близкие популяции.

17 июня, 16:49
Адель Романова

Радиотелескопы уловили очень короткий сигнал, и по его характеристикам стало ясно, что он не может быть естественного происхождения. Астрономы пришли к выводу, что источник находился в околоземном пространстве — там, где уже более полувека летает «мертвый» аппарат NASA.

25 июня, 15:19
ФизТех

Группа российских ученых из Института прикладной математики имени М. В. Келдыша РАН и МФТИ провела детальное численное исследование источников шума, генерируемых крылом прототипа сверхзвукового бизнес-джета в режиме посадки. Эта работа, сочетающая передовые методы вычислительной гидродинамики и аэроакустики, впервые позволила с высокой точностью локализовать и охарактеризовать основные зоны шумообразования вблизи полноразмерной геометрии крыла модели прототипа сверхзвукового пассажирского самолета в посадочной конфигурации.

2 июля, 11:17
Юлия Тарасова

Результаты эксперимента в США в будущем могут позволить добиться разрешения на использование отработанной конопли в качестве кормовой добавки в животноводстве.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Закрыть
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно