«Ген долгой жизни» не помог мухам лучше карабкаться по стенкам

Американские геронтологи проверили, как полторы сотни линий дрозофилы реагируют на ограничение калорий. Считается, что эта методика продлевает жизнь, однако далеко не все мухи действительно стали жить дольше. Кроме того, долгая жизнь у них далеко не всегда сопровождалась улучшением здоровья и физической выносливости. Ученые обнаружили, что влияние диеты на длину жизни и здоровье — это два отдельных механизма, за которые отвечают разные гены. Один из этих генов назвали в честь скульптора Дедала, а второй — в честь Децимы, римской богини судьбы. Исследование опубликовано в журнале Current Biology.

Самый надежный из известных нам способов продления жизни (по меньшей мере, у животных), который позволяет обойтись без таблеток, — это пищевые ограничения. Разные методики предписывают сократить потребление калорий или поглощать меньше определенных веществ (в разных диетах это могут быть белки или углеводы).

Тем не менее, не во всех экспериментах с диетами удается продлить жизнь подопытным организмам. Можно, конечно, это списывать на различия в методиках. Но не исключено, что объяснение кроется в генах: каждая лаборатория работает со своей линией животных, которые родственны друг другу, но могут быть сильно не похожи на особей того же вида из соседних лабораторий. А если генотип действительно определяет реакцию на пищевые ограничения, значит, и не для всех людей они могут оказаться эффективными.

Кеннет Уилсон (Kenneth Wilson) из калифорнийского Института исследований старения имени Бака и его коллеги воспользовались коллекцией из 161 линии дрозофил, чтобы выяснить, как каждая из них реагирует на ограничение калорий. Ученых интересовали два аспекта жизнедеятельности мух: продолжительность жизни, с одной стороны, и физическая активность — с другой. Дело в том, что до сих пор непонятно, одними и теми же или разными механизмами обеспечиваются долгая жизнь и здоровая жизнь. И может оказаться так, что ограничение калорий продлевает существование, но не прибавляет здоровья (мы уже рассказывали о таком исследовании на лемурах), или, напротив, делает организм более активным, но сокращает дни.

Для начала исследователи измерили продолжительность жизни у 161 линии мух в условиях полноценного питания (ad libitum) и при ограничении калорий. Оказалось, что диета влияет по-разному на животных в зависимости от их генотипа: в разных линиях под ее действием продолжительность жизни изменялась от −65 до +1250 процентов. Тем не менее, авторы работы проследили закономерность: чем дольше линия жила сама по себе, без вмешательств, тем слабее на нее действовало ограничение калорий. Среди долгоживущих линий диета оказалась полезна менее чем 46 процентам, а среди короткоживущих — целым 82 процентам.

Затем исследователи оценили относительное здоровье мух. У человека одним из мерил здоровья служит скорость хождения, аналогом этого параметра для мух авторы работы сочли «тест на лазание»: мух стряхивают в нижнюю часть пробирки и подсчитывают, сколько из них способны вскарабкаться по стене обратно. Этот параметр тоже сильно различался между линиями: в некоторых из них более половины мух потеряли эту способность за неделю, в других — сохраняли ее дольше, иногда до двух месяцев. Ограничение калорий продлило этот срок в 69 процентах линий, но не оказало влияния на 25 процентов.

В то же время, никакой корреляции между продолжительностью жизни, здоровьем и ответом на ограничение калории ученые не обнаружили. От средней длины жизни никак не зависело, как быстро мухи потеряют способность карабкаться по стенам — ни на обычном рационе, ни на ограничительной диете. Более того, даже эффекты, которые диета оказывала на продолжительность жизни и здоровье, совпали лишь у половины линий. Еще у 14 процентов они были разнонаправленными, а у 36 процентов хотя бы один из параметров не изменился никак.

После этого авторы работы воспользовались методом GWAS (полногеномный поиск ассоциаций), чтобы вычислить гены, которые ответственны за эти два эффекта. Им удалось найти два гена. Полиморфизм в одном из них был связан с влиянием диеты на здоровье: мухи с таким вариантом гена лучше карабкались по стенкам при ограничении калорий. Его назвали dls — сокращенно от daedalus, по имени героя греческих мифов Дедала. Полиморфизм во втором гене позволил своим носителям прожить дольше под действием диеты. Его назвали dcma по имени римской богини судьбы Децимы, которая, подобно своему греческому аналогу (мойра Лахесис), плела нить человеческой судьбы. При этом варианты каждого гена влияли только на один из эффектов диеты, но не на другой. Из этого исследователи заключили, что механизмы продления жизни и укрепления здоровья — это два разных процесса.

За что отвечает ген dls, пока неизвестно. В его структуре обнаружили консервативный домен — иными словами, участок, который нередко встречается в других белках — но функции его неясны. Зато исследователи выяснили, чем занят ген dcma — он кодирует белок, связанный с инсулиноподобными пептидами. Иными словами, усиливает работу сигнального пути, который реагирует на еду. А этот путь у многих животных так или иначе сокращает жизнь.

Таким образом, авторы работы продемонстрировали, что долгая и здоровая жизнь не обязательно идут рука об руку. За них могут отвечать разные гены, а следовательно, и разные механизмы. Этим могут объясняться противоречивые результаты экспериментов — в зависимости от вариантов генов, которые несет в себе тот или иной вид (или даже линия) животных, ограничение калорий продлевает или сокращает жизнь и улучшает или ухудшает физическую выносливость. Это же может оказаться справедливо и для людей. А если так, то нам придется, помимо способов продления жизни в целом, искать отдельные методы продления здоровой жизни — и не факт, что они в равной степени сработают для всех.

Мы уже писали о разных альтернативных методах продлить жизнь модельным организмам — например, затормозить активность нейронов в мозге или подкормить перцем. А вот заменить ограничение калорий физкультурой, кажется, не получится — по крайней мере, физически активные дети индейцев тратят не меньше калорий, чем их ровесники из городов.

Полина Лосева