Нейтральная эволюция формирует продолжительность жизни и старение

Разные виды африканских киллифиш сильно различаются по продолжительности жизни — от нескольких месяцев до нескольких лет. Учёные из Института биологии старения Общества Макса Планка в Кёльне исследовали, как в природе эволюционировала разная продолжительность жизни, и обнаружили фундаментальный механизм, по которому в геноме накапливаются вредные мутации, заставляя рыб быстро стареть и жить недолго. У людей мутации накапливаются в основном в генах, активных в пожилом возрасте.

Расширенный геном с вредными мутациями

Исследователи секвенировали и проанализировали геном 45 видов африканских киллифиш, сравнив геномы короткоживущих и долгоживущих видов. Они обнаружили, что у короткоживущих видов геном расширен и полон высокоизбыточных последовательностей ДНК между генами и внутри них. Кроме того, в геноме короткоживущих рыб накапливаются вредные мутации. Они встречаются по всему геному, включая гены, кодирующие ключевые процессы у рыб, такие как репарация ДНК, контроль метаболизма, функция митохондрий и другие известные гены старения.

«Похоже, эти рыбы живут недолго не потому, что это для них полезно или является адаптацией к среде. Фактически, в более длинные сезоны дождей они могли бы в принципе жить дольше и продолжать размножаться, — говорит Валенцано. — Скорее, естественный отбор просто не работает так эффективно для генов, важных в поздней жизни. Неважно, делает ли мутация вас немного больным в старости, потому что вы уже размножились и передали эту мутацию потомству. Мы обнаружили, что этот базовый принцип объясняет расширенный геном и накопление вредных мутаций у короткоживущих киллифиш».

Геномы человека

В человеческом геноме исследователи смогли наблюдать, что гены, накапливающие вредные мутации, тесно связаны со старением. «Мы обнаружили, что мутационная нагрузка гена идёт рука об руку с тем, когда он экспрессируется. Другими словами, гены, экспрессируемые в поздней жизни, с большей вероятностью несут вредные варианты генов», — объясняет Валенцано. Исследователи нашли много генов, соответствующих этому критерию, но ещё не известных как связанные со старением. Эти гены могут быть интересны для будущих исследований старения.