Tyrimas atskleidžia, kad gyvūnai, kurių genetinių mutacijų dažnis lėtesnis, gyvena ilgiau


Daugelį metų mokslininkus gluminanti paslaptis – kodėl skirtingų gyvūnų gyvenimo trukmė tokia skirtinga?

Nors žmonės gali sugyventi iki maždaug 80 metų, žirafos linkusios žūti sulaukusios 24 metų, o nuogos kurmiai žiurkės – 25 metų, o tai rodo, kad dėl to kaltas kažkas ne tik kūno dydžio.

Kad padėtų atskleisti šią paslaptį, Wellcome Sanger instituto mokslininkai palygino 16 rūšių genomus, įskaitant žmonių, pelių, liūtų, žirafų ir tigrų.

Jų išvados rodo, kad gyvūnai, kurių genetiniai pokyčiai lėtesni, vadinami somatinėmis mutacijomis, gyvena ilgiau.

Nors žmonės gali sugyventi iki maždaug 80 metų, žirafos linkusios žūti sulaukusios 24 metų, o nuogos kurmiai žiurkės – 25 metų, o tai rodo, kad dėl to kaltas kažkas ne tik kūno dydžio (paveikslėlis)

Nors žmonės gali sugyventi iki maždaug 80 metų, žirafos linkusios žūti sulaukusios 24 metų, o nuogos kurmiai žiurkės – 25 metų, o tai rodo, kad dėl to kaltas kažkas ne tik kūno dydžio (paveikslėlis)

Kas yra Peto paradoksas?

Peto paradoksas pavadintas epidemiologo Richardo Peto vardu, kuris, tyrinėdamas, kaip pelėms formuojasi navikai, atkreipė dėmesį į laiko ir vėžio ryšį.

Peto pastebėjo, kad vėžio progresavimo tikimybė buvo susijusi su kancerogeno benzpireno poveikio trukme.

Vėliau jis įtraukė kūno masę prie lygties, kai susimąstė, kodėl žmonės turi 1000 kartų daugiau ląstelių ir gyvena 30 kartų ilgiau nei pelės, tačiau šios dvi rūšys neturi neįtikėtinai skirtingų vėžio išsivystymo tikimybių.

Be to, vėžys nebuvo pagrindinė didelių ir ilgaamžių laukinių gyvūnų mirtingumo priežastis, nepaisant padidėjusios teorinės rizikos.

Kaip tai gali būti?

Šaltinis: BMC Biology

Somatinės mutacijos natūraliai atsiranda visose ląstelėse per visą gyvūno gyvenimą, o žmonės per metus vidutiniškai įgyja apie 20–50 mutacijų.

Nors dauguma somatinių mutacijų yra nekenksmingos, kai kurios gali pakenkti ląstelių funkcijai ar net pradėti ląstelę kelyje į vėžį.

Šių mutacijų vaidmuo senstant buvo teigiamas nuo šeštojo dešimtmečio, tačiau iki šiol jas stebėti praktiškai buvo sunku.

Vienas iš pagrindinių ilgalaikių klausimų buvo „Peto paradoksas“, kuris kelia klausimą, kodėl didesni gyvūnai neturi didesnės vėžio rizikos, nors turi daugiau ląstelių.

Naujajame tyrime mokslininkai naudojo viso genomo sekos nustatymą mėginiams iš 16 žinduolių, kurių gyvenimo trukmė ir kūno dydžiai yra įvairūs – juodai baltos beždžionės, katės, karvės, šunys, šeškai, žirafa, jūrų kiaulės, arkliai, žmogus, liūtas, pelė, nuogas kurmis žiurkė, triušis, žiurkė, žieduodegis lemūras ir tigras.

Jų analizė atskleidė, kad somatines mutacijas sukėlė panašūs mechanizmai visose rūšyse, įskaitant žmones.

Laikui bėgant jie taip pat kaupėsi tiesiškai, o rūšys, turinčios didesnį mutacijų greitį, turi trumpesnę gyvenimo trukmę.

Pavyzdžiui, buvo nustatyta, kad žirafų, kurios gali siekti iki 18 pėdų ūgio, mutacijų dažnis yra apie 99 per metus, o jų gyvenimo trukmė – apie 24 metus.

Tuo tarpu nuogų apgamų žiurkių, kurios yra žymiai mažesnės – vos penki coliai, mutacijų dažnis buvo labai panašus – 93 per metus, o gyvenimo trukmė – maždaug 25 metai.

„Nuostabu rasti panašų genetinių pokyčių modelį gyvūnuose, kurie skiriasi vienas nuo kito“, – sakė tyrimui vadovavęs daktaras Alexas Caganas.

„Tačiau įdomiausias tyrimo aspektas yra tai, kad gyvenimo trukmė yra atvirkščiai proporcinga somatinių mutacijų greičiui.

„Tai rodo, kad somatinės mutacijos gali turėti įtakos senėjimui, nors gali būti ir kitų paaiškinimų.

„Per kelerius ateinančius metus bus įdomu išplėsti šiuos tyrimus, įtraukiant dar įvairesnes rūšis, tokias kaip vabzdžiai ar augalai.

Nustatyta, kad žirafų, kurios gali siekti iki 18 pėdų ūgio ir gyvena iki 24 metų, mutacijų dažnis yra apie 99 per metus (paveikslėlis).

Nustatyta, kad žirafų, kurios gali siekti iki 18 pėdų ūgio ir gyvena iki 24 metų, mutacijų dažnis yra apie 99 per metus (paveikslėlis).

Nustatyta, kad žirafų, kurios gali siekti iki 18 pėdų ūgio ir gyvena iki 24 metų, mutacijų dažnis yra apie 99 per metus (paveikslėlis).

Nustatyta, kad nuogų kurmių žiurkių, kurios yra žymiai mažesnės už žirafas, tik penkių colių ir gyvena iki 25 metų, mutacijų dažnis yra labai panašus – 93 per metus.

Nustatyta, kad nuogų kurmių žiurkių, kurios yra žymiai mažesnės už žirafas – vos penkių colių ir gyvena iki 25 metų, mutacijų dažnis yra labai panašus – 93 per metus.

Nustatyta, kad nuogų kurmių žiurkių, kurios yra žymiai mažesnės už žirafas, tik penkių colių ir gyvena iki 25 metų, mutacijų dažnis yra labai panašus – 93 per metus.

Deja, radiniai nepateikė atsakymo į Peto paradoksą.

Atsižvelgusi į gyvenimo trukmę, komanda nerado reikšmingo ryšio tarp somatinių mutacijų greičio ir kūno masės.

Tai rodo, kad didesnių gyvūnų gebėjimą sumažinti vėžio riziką turi turėti kiti veiksniai.

„Faktas, kad atrodo, kad somatinių mutacijų greičio skirtumai paaiškinami gyvenimo trukmės skirtumais, o ne kūno dydžiu, rodo, kad nors mutacijų greičio reguliavimas skamba kaip elegantiškas būdas kontroliuoti vėžio paplitimą įvairiose rūšyse, evoliucija iš tikrųjų to nepasirinko. kelias“, – sakė tyrimo autorius daktaras Adrianas Baezas-Ortega.

„Visiškai įmanoma, kad kiekvieną kartą, kai rūšis išsivysto didesnio dydžio nei jos protėviai, pavyzdžiui, žirafos, drambliai ir banginiai, evoliucija gali rasti kitokį šios problemos sprendimą. Turėsime išsamiau ištirti šias rūšis, kad sužinotume.

Somatinės mutacijos natūraliai atsiranda visose ląstelėse per visą gyvūno gyvenimą, o žmonės per metus įgyja apie 20–50 mutacijų (menininko įspūdis)

Somatinės mutacijos natūraliai atsiranda visose ląstelėse per visą gyvūno gyvenimą, o žmonės per metus įgyja apie 20–50 mutacijų (menininko įspūdis)

Somatinės mutacijos natūraliai atsiranda visose ląstelėse per visą gyvūno gyvenimą, o žmonės per metus įgyja apie 20–50 mutacijų (menininko įspūdis)

Tyrėjai tikisi, kad išvados padės išsiaiškinti paslaptį, kas tiksliai sukelia senėjimą.

„Senėjimas yra sudėtingas procesas, daugelio formų molekulinės žalos mūsų ląstelėse ir audiniuose rezultatas“, – pridūrė tyrimo autorius dr. Inigo Martincorena.

„Nuo šeštojo dešimtmečio spėliojama, kad somatinės mutacijos prisideda prie senėjimo, tačiau jas tirti buvo sunku.

„Dėl naujausių DNR sekos nustatymo technologijų pažangos galime pagaliau ištirti somatinių mutacijų vaidmenį senstant ir sergant įvairiomis ligomis.

„Įdomus ir intriguojantis atradimas, kad šis įvairus žinduolių spektras baigia savo gyvenimą su panašiu mutacijų skaičiumi jų ląstelėse.

Tyrimas buvo paskelbtas žurnale Nature.

GENAI, GENOMAI IR DNR: PRIMER

Gene: trumpa DNR dalis

Chromosoma: genų ir kitų DNR dalių bei baltymų paketas

Genomas: visas organizmo DNR rinkinys

DNR: Dezoksiribonukleino rūgštis – ilga molekulė, turinti unikalų genetinį kodą

Jūsų genomas yra jūsų kūrimo ir priežiūros instrukcijos. Jis parašytas cheminiu kodu, vadinamu DNR. Visi gyvi dalykai – augalai, bakterijos, virusai ir gyvūnai – turi genomą.

Jūsų genomas yra visas 3,2 milijardo jūsų DNR raidžių. Jame yra apie 20 000 genų.

Genai yra nurodymai, kaip gaminti baltymus, iš kurių susideda mūsų kūnas – nuo ​​keratino plaukuose ir naguose iki antikūnų baltymų, kurie kovoja su infekcija.

Šaltinis: Genomics England/Your Genome/Cancer Research