Теломеры протеев удлинились с возрастом

Французские исследователи выяснили, что при жизни в условиях постоянной температуры теломеры в клетках европейского протея удлиняются с возрастом, достигая плато примерно к концу первой трети жизни. От пола и длины туловища это не зависело. Отчет о работе опубликован в журнале Proceedings of the Royal Society B.

Теломеры — это защитные последовательности на концах ДНК эукариот. Они обеспечивают нормальную репликацию ДНК при делении клетки и позволяют механизмам восстановления ДНК отличать ее разрывы от концов хромосом. В отсутствие активного ферментативного восстановления теломеразой теломеры в клетках взрослого организма постепенно укорачиваются, что неминуемо ведет к сенесценции (старению клетки). У теплокровных гомойотермных животных — млекопитающих и птиц — за редчайшими исключениями с возрастом наблюдается только укорочение теломер, сокращающее индивидуальную продолжительность жизни. Эктотермы, температура тела которых зависит от температуры окружающей среды, растут непрерывно в течение жизни и в основном сохраняют активность теломеразы в соматических клетках. При этом длина теломер у них может либо уменьшаться, либо не меняться, причем это может зависеть от пола и меняющейся температуры окружающей среды. Динамику этого процесса у эктотермных животных, проводящих всю жизнь при постоянной температуре, до этого никто не изучал.

Хорошую модель для этого представляет собой европейский протей (Proteus anguinus) — водная саламандра, которая живет гораздо дольше (в среднем около 69 лет, максимум более 100 лет), чем можно ожидать при ее массе тела (20–30 грамм). Изучение уровня основного обмена и антиоксидантной активности не могла объяснить подобную продолжительность жизни. При этом протей — единственное европейское позвоночное, проводящее всю жизнь под землей (в естественной среде он водится только в карстовых пещерах на западе Балканского полуострова) при стабильной температуре среды, а значит, и тела. Это позволяет сравнивать его с гомойотермными животными.

Сотрудники Университетов Лиона и Страсбурга, а также Станции теоретической и экспериментальной экологии Национального научно-исследовательского центра (CNRS) под общим руководством Яна Вуатюрона (Yann Voituron) воспользовались результатами 70-летней программы по разведению протеев в пещере Мули на севере Пиренеев. Они были завезены в несколько приемов из пещерной реки недалеко от словенского города Планины и начали размножаться в 1959 году. Все это время животные находились в темноте при стабильной температуре 12 градусов Цельсия и получали достаточное питание личинками комара-звонца.

В работе использовали образцы 41 особи (17 мужского пола, 12 женского, 12 сохранились не полностью), которых обнаружили умершими по естественным причинам без признаков разложения в 2003–2011 годах и зафиксировали в этаноле. Возраст каждого животного на момент смерти был известен и составлял от 4 до 40 лет. Образцы их кожи массой примерно 20 миллиграмм использовали для оценки возрастных изменений относительной длины теломер с помощью количественной полимеразной цепной реакции (ПЦР).

Статистический анализ связи относительной длины теломер и возраста на момент смерти проводили линейным моделированием с возрастом в виде квадратичного члена и учетом пола (был известен у 29 особей), длины туловища (у них же) и продолжительности хранения образцов (от 9 до 17 лет). Лучшую модель выбирали по информационному критерию Акаике (AIC). Селективное исчезновение особей с короткими теломерами с возрастом проверяли по d Коэна и критерию Краскела — Уоллиса.

Выяснилось, что относительная длина теломер протеев увеличивалась с возрастом независимо от пола и длины туловища. Сегментированный анализ показал, что она достигает плато примерно к 25-летнему возрасту и далее практически не меняется. Вариация между молодыми и взрослыми особями на момент смерти была незначительной (χ² = 3, p = 0,392).

Как пишут авторы работы, дальнейшие исследования биологии животных, которые живут дольше, чем можно ожидать при их массе тела, помогут глубже понять эволюцию процесса старения организма и могут дать материал для наработок в области продления человеческой жизни.

В 2020 году было установлено, что протеи устойчивы к опасному хитридиевому грибку Batrachochytrium salamandrivorans, который погубил многие европейские популяции огненных саламандр (Salamandra salamandra). Тогда же исследователи сообщили об особи, которая оставалась на одном месте в течение семи лет. Четырьмя годами ранее удалось снять на видео, как личинки европейского протея вылупляются из икринок.