Эпигенетические часы объяснили долголетие летучих мышей
Эпигенетические мечение ДНК совпало с долголетием у летучих мышей — говорится в исследовании, опубликованном в журнале Nature Communication. Биологи проанализировали 26 видов рукокрылых и выяснили, что у метилирование ДНК способно предсказать продолжительность жизни животных. Изменения в метилировании, связанные с долголетием, оказались также связаны с генами врожденного иммунитета и образованием опухолей, полом и генами транскрипционных факторов. Это позволяет предположить, что долгую жизнь мышам обеспечивают в том числе усиленный иммунный ответ и борьба с раком.
Активность генов в клетке меняется в соответствии с этапом развития или другими возрастными изменениями. Чтобы подавлять неиспользуемые на данный момент гены, клетки используют эпигенетического мечение — навешивают на ДНК и белки-гистоны маленькие метильные группы. Метки мешают ферментам «усаживаться» на ДНК, что снижает активность генов и других генетических элементов.
На основе метилирования возможно определение возраста клетки и организма — эпигенетические часы. Впервые такой способ измерения возраста предложил Стив Хорват в 2013 году. Он составил список из участков ДНК, по метилированию которых можно довольно точно определить возраст человека, которому принадлежат клетки. Метилирование используют и для определения продолжительности жизни — такие исследования уже провели на человеке, грызунах и собаках.
Биологи из университета Мэриленда под руководством Джеральда Уилкинсона (Gerald S. Wilkinson) исследовали метилирование у летучих мышей. Ученых заинтересовала продолжительность жизни рукокрылых — она в четыре раза больше, чем у млекопитающих такого же размера. У 712 животных 26 видов взяли биопсию крыла, чтобы сделать анализ на метилирование. После этого из клеток выделили ДНК и получили данные о метилировании около 40 тысяч участков при помощи секвенирования.
Метилирование действительно соответствовало возрасту мышей, что было показано для человека и других животных. Точность определения возраста по метилированию составила 0,74 года (при этом летучие мыши способны доживать до 42 лет). Биологи также определили связь между метилированием и продолжительностью жизни: с ней оказалось связано как повышение метилирования в одних сайтах, так и снижение — в других. Эти результаты показывают, что более «удачная» настройка эпигенетических часов связана с увеличением продолжительности жизни.
Биологи проанализировали сайты, метилирование которых оказалось связано с продолжительностью жизни. Оказалось, что многие из них также связаны с полом (p<0,0001). Для складчатогуба Палласа Molossus molossus удалось показать, что гены, метилирование которых связано с долголетием, также связаны с иммунитетом и часто мутируют в опухолевых клетках (p=0,002 и p=0,016). Метилирование, связанное с продолжительностью жизни, затронуло и регуляторные элементы — участки, которые не относятся к генам, но влияют на их активность.
Метилирование ДНК изучают не только в связи с возрастом, но и используют для исследований расстройств аутистического спектра. Например, недавно мы писали, что эпигенетические маркеры отцовской спермы связаны с развитием аутизма у детей. При этом у них также спешат эпигенетические часы, как показал анализ метилирования ДНК клеток щеки.
Анна Муравьева
Особенно если говорили женщины
Исследователи из Венгрии выявили сходство между тем, как мозг младенцев и собак обрабатывает человеческую речь. Они записывали фМРТ собак, пока те слушали, как мужчины и женщины говорят с детьми, другими собаками или взрослыми людьми. Выяснилось, что мозг домашних питомцев, как и мозг детей, сильнее реагирует на речь, направленную именно на них: человек в таких случаях меняет интонацию: его голос становится выше, диапазон тонов — шире, а фразы — короче. Кроме того, собаки лучше воспринимали женскую речь, обращенную к ним или детям. Работа опубликована в Communications Biology. Разговаривая с детьми, особенно — с младенцами, которые сами говорить еще не умеют, люди часто увеличивают высоту голоса, растягивают гласные и говорят более короткими фразами, в общем — сюсюкают. Это позволяет привлечь и удержать внимание детей, и, вероятно, помогает младенцам осваивать речь. Исследования показывают, что младенцы воспринимают такую речь лучше (особенно если с ними сюсюкает женщина), чем речь, обращенную ко взрослым. Примерно так же меняется интонация людей, когда они говорят с домашними питомцами. И не зря: недавние исследования показали, что собаки тоже сильнее реагируют на женскую речь, обращенную к ним, а не к другим взрослым. Но неясно, есть ли у них какие-то предпочтения относительно женской и мужской речи, и будут ли они различать речь, обращенную к детям и к ним. Анна Гергли (Anna Gergely) из Исследовательского центра естественных наук в Венгрии и ее коллеги этологи с помощью функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ) измерили активность мозга 19 домашних собак, пока те слушали человеческую речь. Им включали записи 12 мужчин и 12 женщин, говорящих либо со взрослыми, либо с детьми, либо с другими собаками. Предварительно собак обучили неподвижно лежать в наушниках во время записи фМРТ. Слуховые зоны мозга собак сильнее реагировали на речь, адресованную собакам и детям. В особенности — регионы непервичной слуховой коры: область левых каудальной и ростральной сильвиевых извилин (L c/rSG) и область, включающая самую вентральную часть каудальной сильвиевой извилины и височный полюс с левой стороны (L cSG/TP). Особенно сильно регионы реагировали на женское сюсюканье (по сравнению с женской речью, обращенной к другим взрослым). Этот эффект зависел от измеренных акустических характеристик речи, в частности — от средней частоты (у женщин она всегда была выше) и дисперсии звука. Причем сюсюканье с собаками и детьми собачий мозг практически не различал. Скорее всего дело в том, что акустические характеристики в обоих случаях очень схожи. В предыдущих исследованиях речь, ориентированная на младенца, аналогичным образом вызывала более интенсивную нервную активацию в височной области мозга детей, чем речь, обращенная к взрослым. То, что маленькие дети более чувствительны к женскому сюсюканью, можно объяснить тем, что они чаще слышат его во время внутриутробного развития и после рождения, или доставшейся от предков чувствительностью к женским голосам сородичей. Но для собак такое объяснение не подходит. Авторы предлагают две возможных версии: согласно первой, животные в целом сильнее реагируют на более высокие звуки с более изменчивой частотой (это характерно для женского голоса); или же собаки выработали такую чувствительность уже в процессе приручения. Также отчасти предпочтения могут быть результатом индивидуального слухового опыта, который собака получила во время взросления. С детьми сюсюкают не только люди: частота свиста самок афалин меняется, когда они находятся рядом с детенышами. Подобным образом меняют свои вокализации и другие животные.