Космос под ногами: спецпроект Naked Science о космонавтике и «трудной» нефти
Читать
  • Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
14.04.2022
Даниил Сухинов
2 917

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

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
27 января
Александр Березин

Игру 2013 года и выходящий с января 2023 года сериал по ней часто принимают за научную фантастику. То есть произведение, основанное на предположениях, не противоречащих науке. Однако вряд ли дело обстоит таким образом. Проблема в том, что создатели мира The Last of Us слишком некритично подошли как к научному фундаменту, на котором основан их мир постапокалипсиса, так и к тому, что думает наука о самой реальности «постапов». Naked Science пробует разобраться в деталях.

Позавчера, 16:24
Анна Новиковская

Сегодня популяции многих видов пчел в упадке, и британские исследователи предложили еще один способ спасти этих насекомых: превратить часть кирпичей в стенах домов в «мини-ульи».

3 часа назад
Сергей Васильев

Пару лет назад далекий магнетар вдруг резко замедлил свое вращение и начал испускать радиоволны. Американские астрофизики объяснили это внезапным появлением трещины, через которую с поверхности звезды начал бить мощный поток частиц.

Позавчера, 16:24
Анна Новиковская

Сегодня популяции многих видов пчел в упадке, и британские исследователи предложили еще один способ спасти этих насекомых: превратить часть кирпичей в стенах домов в «мини-ульи».

Позавчера, 11:09
Сергей Васильев

Венерины мухоловки регистрируют до пяти стимуляций чувствительных волосков, чтобы захлопнуть свою ловушку и начать переваривание. Но уникальный мутант Dyscalculia не может «считать» даже до двух. Ученые показали, что это связано с нарушением восприятия ионов кальция.

27 января
Александр Березин

Игру 2013 года и выходящий с января 2023 года сериал по ней часто принимают за научную фантастику. То есть произведение, основанное на предположениях, не противоречащих науке. Однако вряд ли дело обстоит таким образом. Проблема в том, что создатели мира The Last of Us слишком некритично подошли как к научному фундаменту, на котором основан их мир постапокалипсиса, так и к тому, что думает наука о самой реальности «постапов». Naked Science пробует разобраться в деталях.

10 января
Алиса Гаджиева

Исследователи, изучающие систему обороны Великой стены, обнаружили следы более 130 секретных сквозных проходов и полагают, что это только начало.

25 января
Василий Парфенов

Пока фанаты SpaceX увлеченно следят за достижениями компании, астрономы грустно наблюдают, как их работа становится сложнее с каждым запуском спутников Starlink. Прогресс не проходит без жертв. Поэтому различные научные ассоциации ищут способы снизить негативное влияние множества новых рукотворных объектов в околоземном пространстве на качество данных, получаемых телескопами. Некоторые решения со стороны выглядят экстремальными — например, теперь лазеры для корректировки адаптивной оптики можно не выключать, если в поле зрения есть спутник Starlink. А это десятки ватт излучения!

5 января
Александра Медведева

Биологи показали, что нейронные сети гиппокампа, ответственные за пространственное восприятие, изменяются не линейным образом, а в соответствии с гиперболической геометрией. То есть мозг представляет пространство в форме расширяющихся песочных часов. Результаты исследования могут иметь значение для лучшего понимания различных нейродегенеративных расстройств.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
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
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
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: