Летучие мыши-долгожители научились сохранять длину теломер в течение жизни

Ученые из пяти европейских стран выяснили, как летучие мыши большие ночницы (Myotis myotis) стали долгожителями, сообщается в Science Advances. Оказалось, что теломеры — участки на концах хромосом, обеспечивающие копирование ДНК в процессе деления клетки — у больших ночниц не укорачиваются с возрастом. Уменьшение длины теломер в процессе клеточного деления считается одной из причин биологического старения.

Несмотря на большое количество исследований, изучающих старение, механизм этого процесса до конца не изучен. Исследователи обычно изучают процессы старения на лабораторных животных с коротким временем жизни, за которыми удобно наблюдать и с которыми легко работать. Однако довольно сложно экстраполировать эти результаты на долгоживущие организмы — например, на людей.

Авторы исследования под руководством Эммы Тилинг (Emma Teeling) из Университетского колледжа Дублина решили изучить процессы старения у млекопитающих-долгожителей. Они посчитали коэффициенты долголетия (соотношение наблюдаемого/ожидаемого времени жизни) с учетом размеров тела у 779 видов млекопитающих. У большинства млекопитающих наблюдается обратная зависимость между размерами тела и продолжительностью жизни. Но 19 видов, живут дольше людей (с поправкой на размеры), при этом большинство из них — летучие мыши. Так, большая ночница с весом 16-40 граммов может прожить до 37 лет. Это почти в десять раз дольше, чем сравнимая по размерам домовая мышь, которая доживает максимум до четырех лет.

Поэтому исследователи выбрали для изучения четыре вида летучих мышей с максимальной продолжительностью жизни свыше 20 лет. Они отобрали от 45 до 240 особей каждого вида известного возраста, взяли и решили посмотреть, изменяется ли у них с возрастом длина теломер — участков на концах хромосом, обеспечивающих репликацию (удвоение) ДНК во время деления клетки. Уменьшение их длины ограничивает способность клеток к размножению и считается одной из причин биологического старения.

Оказалось, что у двух видов летучих мышей, большого подковоноса (Rhinolophus ferrumequinum) и обыкновенного длиннокрыла (Miniopterus schreibersii), несмотря на необычно большую для их размеров максимальную продолжительность жизни (30,5 лет и 21 год соответственно), теломеры с возрастом укорачиваются. А у большой (Myotis myotis) и длинноухой ночницы (Myotis bechsteini) — нет.

Тогда авторы решили сосредоточиться на изучении большой ночницы и выяснить, как у нее поддерживается работа теломер. Их может удлинять фермент теломераза, но она вырабатывается только в некоторых типах клеток, например, в стволовых и большинстве злокачественных. В большинстве соматических клеткок она отсутствует.

Сначала исследователи проверили экспрессию гена TERT, кодирующего теломеразу, в двух типах соматических клеток больших ночниц: клетках крови и фибропластах. Для этого они проанализировали транскриптомы (совокупность всех РНК) клеток, которые позволяют увидеть активность того или иного гена. Экспрессии гена TERT не оказалось. Тогда авторы статьи выбрали 225 генов, которые ассоциируются с регуляцией теломер, и проанализировали экспрессию этих генов в геномах 52 видов млекопитающих, в том числе, у большой ночницы.

Оказалось, что по сравнению с другими млекопитающими, у большой ночницы была повышенная экспрессия 20 генов. Среди них были гены ферментов MRE11a и RAD50, участвующих в репарации (починке) ДНК и, предположительно, задействованных в альтернативном механизме удлинения теломер, независимом от теломеразы. А также гены ферментов ATM, и SETX, предположительно, тоже влияющих на репарацию ДНК. В дальнейшем авторы планируют изучить эти ферменты в клетках больших ночниц, и попытаться разгадать секрет их долголетия.

Ранее исследователи показали, что длина теломер не всегда точно предсказывает выживаемость пожилых людей. Гораздо точнее это позволяют сделать их возраст и двигательная активность.

Екатерина Русакова