Мы все знакомы с внешними признаками старения. Лицо, которое вы видите в зеркале каждое утро, может иметь дряблую кожу или редеющие волосы. Но многие возрастные изменения начинаются в наших клетках, даже в нашей ДНК, которая со временем изнашивается по мере старения. Некоторые существа нашли способ обратить этот процесс вспять, по крайней мере временно.
Возьмём, к примеру, толстохвостого карликового лемура с Мадагаскара. Согласно новому исследованию, проведённому группой учёных из Университета Дьюка и Калифорнийского университета в Сан-Франциско, этот примат размером с хомяка может замедлить клеточное старение и на мгновение остановить время во время своей ежегодной спячки. Работа опубликована в журнале Biology Letters. Это происходит благодаря крошечным колпачкам на концах их хромосом, которые называются теломерами. Они работают как пластиковые наконечники на концах шнурков, которые не дают им развязаться.
Каждый раз, когда клетка делится, в процессе теряются небольшие фрагменты её теломер, поэтому с возрастом теломеры становятся короче. Такие факторы, как хронический стресс, малоподвижный образ жизни и недосыпание, могут ускорить их укорачивание. В конечном итоге теломеры становятся настолько короткими, что перестают обеспечивать защиту, и клетки теряют способность функционировать. Но у карликовых лемуров есть способ предотвращать укорочение теломер и даже удлинять их, эффективно омолаживая клетки, по крайней мере на какое-то время, согласно исследованию, опубликованному в Biology Letters.
Всё это происходит во время спячки. Когда в дикой природе наступает зима, карликовые лемуры прячутся в дуплах деревьев или подземных норах, где проводят до семи месяцев в году в состоянии анабиоза.
Марина Бланко из Университета Дьюка
Это тактика выживания в трудные времена, когда еды не хватает. В этот период замедления метаболизма их частота сердечных сокращений снижается примерно с 200 ударов в минуту до менее чем восьми, они становятся прохладными на ощупь и дышат только раз в 10 минут или около того. Впадающие в спячку карликовые лемуры могут оставаться в этом холодном состоянии ожидания около недели, прежде чем им приходится ненадолго просыпаться, и, по иронии судьбы, именно в это время они наверстывают упущенный сон. Затем они снова впадают в оцепенение в ожидании возвращения сезона изобилия.
В рамках исследования учёные наблюдали за 15 карликовыми лемурами в Центре изучения лемуров Дьюка до, во время и после спячки, беря мазки со щёк, чтобы отслеживать изменения их теломер с течением времени. Чтобы помочь им впасть в спячку, исследователи постепенно снизили температуру с 25 градусов по Цельсию до 13 градусов по Цельсию, чтобы имитировать зимние условия в естественной среде обитания лемуров, и предоставили им искусственные норы, где они могли свернуться калачиком и переждать холод.
Одной группе животных предлагали еду, если они были бодрыми и активными. Другая группа в течение нескольких месяцев не ела, не пила и не двигалась, питаясь жиром, накопленным в хвосте, как в дикой природе. Обычно длина теломер со временем уменьшается, поскольку каждый цикл деления клеток изнашивает их. Но генетическое секвенирование показало, что во время спячки теломеры лемуров не укорачивались, а наоборот, удлинялись. Кажется, что даже по прошествии месяцев они возвращают свои клетки в более молодое состояние.
"Сначала мы подумали, что с данными что-то не так", - рассказала соавтор исследования из Калифорнийского университета в Сан-Франциско Дана Смит из лаборатории Элизабет Блэкберн, которая в 2009 году получила Нобелевскую премию за открытие того, как восстанавливаются теломеры, подтвердила результаты. В целом, у лемуров, которые впадали в более глубокий сон, теломеры становились длиннее.
Напротив, у лемуров, которые "просыпались", чтобы поесть, длина теломер оставалась относительно стабильной на протяжении всего исследования. Изменения у лемуров были временными. Через две недели после того, как животные вышли из спячки, исследователи заметили, что длина их теломер вернулась к прежнему значению. По словам Бланко, удлинение может быть механизмом, противодействующим любым повреждениям клеток, которые в противном случае могли бы возникнуть во время периодических фаз разогрева. Как и при запуске автомобиля после долгого простоя в холодную погоду, эти резкие скачки метаболизма "действительно подвергают организм экстремальным нагрузкам, от нуля до ста".
Подобное явление удлинения недавно было замечено у людей, переживших другие стрессовые ситуации, например, проведших год на борту Международной космической станции или несколько месяцев под водой. Удлиняя свои теломеры, лемуры могут эффективно увеличить количество делений своих клеток, тем самым продлевая жизнь своих клеток в стрессовых ситуациях, сказал Бланко. Кажется, это работает: карликовые лемуры могут жить в два раза дольше, чем другие приматы их размера. Галапагосская игрунка, примат такого же размера, который не впадает в спячку, живёт около 12–13 лет, в то время как карликовый толстохвостый лемур доживает почти до 30 лет.
Долголетие и восстановление теломер "могут быть связаны, но мы пока не знаем этого наверняка.
Марина Бланко из Университета Дьюка
То, как именно лемуры удлиняют свои теломеры, до сих пор остаётся загадкой. Но понимание того, как они это делают, может помочь исследователям разработать новые способы профилактики или лечения возрастных заболеваний у людей, не повышая риск бесконтрольного деления клеток, которое может привести к раку, считают исследователи.
В 2200-летней могиле в Китае была найдена "Красная принцесса Шёлкового пути", чьи зубы были окрашены токсичным веществом.
Фото: Lydia Greene, Duke University
Обсуждение ( 0 ) Посмотреть все