Генетики приближаются к пониманию генов, влияющих на продолжительность жизни
Ученые считают, что около 25% различий в продолжительности жизни человека определяется генетикой, а остальное — факторами окружающей среды и образа жизни. Однако еще не все гены, способствующие долголетию, известны.
Исследование, опубликованное 5 марта 2020 года в PLOS Biology, количественно оценило вариацию продолжительности жизни в геноме плодовой мушки, предоставив ценные данные для сохранения здоровья у пожилых людей — растущей части населения. Работа под названием «Контекстно-зависимая генетическая архитектура продолжительности жизни Drosophila» стала кульминацией десятилетних исследований генетиков из Университета Клемсона Труди Маккей и Роберта Анхольта.
Изучать генетическую основу продолжительности жизни у людей сложно, поэтому эксперименты проводятся на модельных системах. Маккей, один из ведущих мировых экспертов по модели Drosophila melanogaster (плодовая мушка), использовала эту отличную модель для сравнительного анализа старения. Около 70% генома мушки имеет аналог у человека.
В эксперименте команда использовала секвенированные инбредные линии Референсной генетической панели Drosophila melanogaster (DGRP) и аутбредную популяцию, полученную из этих линий. Они изучили вариацию продолжительности жизни у самцов и самок мух, выращенных при трех разных температурах (18, 25 и 28 градусов Цельсия).
Было исследовано, какие гены и варианты связаны с увеличением продолжительности жизни, и одинаковы ли они для самцов и самок и в разных условиях среды.
После количественного генетического анализа продолжительности жизни и микросредовой дисперсии в линиях DGRP исследователи обнаружили, что генетическая архитектура продолжительности жизни контекстно-зависима. Одни и те же гены и варианты по-разному влияли на самцов и самок, а также в зависимости от температуры выращивания.
Различия между полами оказались особенно неожиданными. Если вариант увеличивал среднюю продолжительность жизни у самок, то у самцов он её уменьшал. Это пример антагонистического плейотропия, когда один вариант оказывает противоположное влияние на разные признаки (в данном случае — на один признак у разных полов).
Это значимо, поскольку теория предсказывала, что такие варианты будут сохраняться в природных популяциях и вызывать вариацию в продолжительности жизни, но экспериментальные примеры ранее не наблюдались.
Второе важное открытие: из всех генов, идентифицированных как ассоциированные с увеличением продолжительности жизни, 1008 генов совпали с генами, ранее найденными другими исследователями, которые отбирали мух на долголетие.
Это показывает, что, несмотря на сложность признака, обусловленного вариацией во множестве локусов, число общих локусов конечно, что открывает путь для точечного исследования генов по одному и в комбинации.