Длина теломер плохо предсказала продолжительность жизни позвоночных - Dikobraz NEWS

Длина теломер плохо предсказала продолжительность жизни позвоночных

Длина теломер плохо предсказала продолжительность жизни позвоночных

Длинные теломеры — концевые участки ДНК — считаются залогом долгой жизни человека. Но не у всех животных это так: теломеры мышей в 3-5 раз длиннее человеческих, однако прожить дольше 2-3 лет им удается нечасто. Ученые из Мадрида и Барселоны измерили теломеры в клетках крови разных обитателей мадридского зоопарка и окончательно подтвердили, что их абсолютная длина очень плохо коррелирует с продолжительностью жизни. Судя по всему, долголетие определяет не изначальная длина теломер, а скорость их укорочения.

Длина теломер плохо предсказала продолжительность жизни позвоночныхДлина теломер плохо предсказала продолжительность жизни позвоночныхДлина теломер плохо предсказала продолжительность жизни позвоночныхДлина теломер плохо предсказала продолжительность жизни позвоночныхТеломеры

Теломерная теория старения — один из самых простых способов объяснить, что происходит с организмом с течением времени. На концах каждой хромосомы есть «бессмысленные» участки, повторы теломерной ДНК, которые становятся короче с каждым делением клетки. Соответственно, чем дольше организм живет, тем больше его клеткам приходится размножаться и тем короче становится их теломерная «линия жизни». Когда концевые «заглушки» на хромосомах достигают критической длины, размножаться становится опасно — при следующих делениях концы продолжат укорачиваться, но пострадают уже не «бессмысленные» теломеры, а «осмысленные» гены. Поэтому короткие теломеры становятся мишенью для системы репарации (ремонта) ДНК, а она, в свою очередь, тормозит деление клетки. Наступает репликативное старение: клетка переходит в разряд «старых» и постепенно перестает выполнять большинство своих функций в ткани.

Поэтому длину теломер нередко используют для того, чтобы предсказать продолжительность жизни, и у людей она иногда действительно позволяет это сделать. Но если мы сравниваем между собой разные виды животных, то теломеры уже не дают нам ничего прогнозировать. В своей статье в Proceedings of National Academy of Sciences испанские ученые приводят результаты измерений теломер у разных видов позвоночных животных из мадридского зоопарка: дельфина, козы, оленя, фламинго, грифа, чайки, слона, а также лабораторной мыши (она была не из зоопарка).

Читать ещё:  Прудовики показали важность разнообразия информации для хорошей памяти

Разброс в длине оказался значительным: от 10,4 кб (то есть тысяч пар нуклеотидов) у козы до 90,7 кб у дельфина-афалины. Но исследователи не смогли уложить эти цифры в модель, которая связала бы длину теломер с продолжительностью жизни: коза в среднем живет столько же лет, сколько и дельфин, а человек с его 15 кб в среднем живет в 40 раз дольше мыши с 50 кб.

Вероятно, отсутствие непосредственной связи вызвано тем, что длина теломер изменяется по сложным законам и под действием множества факторов. С одной стороны, теломерная ДНК страдает от окислительного стресса, что может вызвать дополнительную потерю ее участков. С другой стороны, во многих клетках организма — как правило, в стволовых и делящихся — работает фермент теломераза, надстраивающий исчезающие концы. Поэтому итоговая длина теломер зависит от соотношения этих двух факторов: потери участков и достраивания.

Исследователи проследили также, как длина теломер изменяется со временем. Для этого они измеряли ее у животных разного возраста. Оказалось, что скорость потери теломер не связана с абсолютной длиной: здесь рекордсменами оказались мышь (7000 кб в год) и человек (авторы приводят цифру 71 кб/год, в других работах можно встретить цифры 20-45 кб/год). И это значение удалось использовать как хороший предсказатель для продолжительности жизни.

Интересно, что скорость укорочения ДНК, которую приводят испанские ученые, не приводит к полной потере теломер. Если бы смерть наступала в тот момент, когда клетки окончательно теряют способность делиться, люди, по подсчетам авторов статьи, жили бы до 211 лет, а слоны — до 333. Тем не менее в среднем изученные виды доживают до потери 25% длины, а максимальная продолжительность жизни соответствует укорочению теломер примерно вдвое.

Читать ещё:  Биоценоз, биотоп, экосистема

В то же время клетки перестают делиться, когда длина теломер  составляет около 2 кб (по крайней мере, у человека), то есть 13% исходной длины. В своей работе ученые не обсуждают это противоречие, но можно предложить для него несколько объяснений. Вероятно, скорость укорочения теломер не постоянна в течение жизни и с возрастом становится выше (известно, например, что у человека она может изменяться). Кроме того, можно представить себе, что короткие теломеры «перетягивают» на себя внимание системы репарации и более серьезные повреждения ДНК остаются без ремонта, что вызывает преждевременное старение клеток и гибель организма.

Источник: chrdk.ru



Источник
Автор: Андрей Зверев