Исследование: Продолжительность жизни человека записана в нашей ДНК
Согласно новому методу, разработанному для оценки продолжительности жизни различных видов путем анализа их ДНК, у людей "естественная" продолжительность жизни составляет около 38 лет.
Экстраполируя данные генетических исследований видов с известной продолжительностью жизни, ученые обнаружили, что вымерший шерстистый мамонт, вероятно, жил около 60 лет, а гренландские киты могут прожить более двух с половиной веков.
Исследование, опубликованное в Scientific Reports, изучило, как ДНК меняется с возрастом животного, и обнаружило, что эти изменения варьируются от вида к виду и связаны с вероятной продолжительностью его жизни.
Загадка старения
Процесс старения очень важен в биомедицинских и экологических исследованиях. По мере старения животные испытывают упадок биологических функций, что ограничивает продолжительность их жизни. До сих пор было трудно определить, сколько лет может прожить животное.
ДНК — это чертеж живых организмов, и в ней очевидно следует искать ключи к пониманию старения и продолжительности жизни. Однако до сих пор никому не удавалось найти различия в последовательностях ДНК, объясняющие разницу в продолжительности жизни.
Среди позвоночных продолжительность жизни сильно варьируется. Карликовый бычок (Eviota sigillata) — маленькая рыбка, живущая всего восемь недель, тогда как отдельные особи гренландской акулы (Somniosus microcephalus) доживали до более чем 400 лет.
Знание продолжительности жизни диких животных имеет фундаментальное значение для управления и сохранения дикой природы. Для исчезающих видов продолжительность жизни помогает понять, какие популяции жизнеспособны. В таких отраслях, как рыболовство, продолжительность жизни используется в популяционных моделях для определения лимитов вылова.
Однако продолжительность жизни большинства животных неизвестна. Большинство оценок получено от небольшого числа особей, содержащихся в неволе, чей возраст на момент смерти был известен. Для долгоживущих видов сложно определить продолжительность жизни, так как они могут пережить поколение исследователей.
Использование изменений в ДНК для измерения возраста
За последние годы исследователи разработали ДНК-"часы", которые могут определить возраст животного, используя особый тип изменения ДНК, называемый метилированием ДНК.
Метилирование ДНК не меняет основную последовательность гена, но контролирует его активность. Другие исследования показали, что метилирование ДНК в определенных генах связано с максимальной продолжительностью жизни некоторых млекопитающих, таких как приматы.
Несмотря на связь метилирования ДНК со старением и продолжительностью жизни, до настоящего исследования его не использовали в качестве метода оценки продолжительности жизни животных.
В данной работе ученые использовали 252 генома (полные последовательности ДНК) видов позвоночных, которые другие исследователи собрали и сделали общедоступными в онлайн-базе данных. Затем эти геномы сравнили с другой базой данных известной продолжительности жизни животных.
Используя эти данные, ученые обнаружили, что могут оценить продолжительность жизни видов позвоночных, посмотрев, где происходит метилирование ДНК в 42 определенных генах. Этот метод также позволяет оценить продолжительность жизни долгоживущих и вымерших видов.
Вымершие виды
Исследователи обнаружили, что продолжительность жизни гренландского кита, считающегося самым долгоживущим млекопитающим в мире, составляет 268 лет. Эта оценка на 57 лет выше, чем возраст самой старой из найденных особей, поэтому их реальная продолжительность жизни может быть намного больше, чем считалось ранее.
Также было установлено, что вымерший шерстистый мамонт имел продолжительность жизни 60 лет, что близко к 65-летней продолжительности жизни современного африканского слона.
Вымерший гигантский слоновый черепах с острова Пинта, по оценкам, жил 120 лет. Последний представитель этого вида, Одинокий Джордж, умер в 2012 году в возрасте 112 лет.
Интересно, что исследование показало, что неандертальцы и денисовцы — вымершие виды, близкородственные современным людям, — имели максимальную продолжительность жизни 37,8 лет.
На основе ДНК также была оценена "естественная" продолжительность жизни современного человека в 38 лет. Это соответствует некоторым антропологическим оценкам для ранних современных людей. Однако современные люди могут быть исключением из этого исследования, поскольку достижения медицины и изменения образа жизни увеличили среднюю продолжительность жизни.
По мере того как ученые собирают геномы других животных, новый метод позволяет легко оценить их продолжительность жизни. Это имеет огромное экологическое и природоохранное значение для многих видов, требующих улучшенного управления популяциями.