Короткоживущие рыбки-киллифиш выявили связь между экспрессией генов и долголетием

Новое исследование, опубликованное 24 февраля в журнале Cell Systems, показывает, что различия в паттернах экспрессии генов в молодости могут предсказывать продолжительность жизни. Учёные, изучающие самого короткоживущего позвоночного — африканскую бирюзовую киллифиш (Nothobranchius furzeri), — обнаружили, что когда гены, участвующие в выработке клеточной энергии, менее активны в молодом возрасте, животные, как правило, живут дольше.

Команда Алессандро Челлерно из Scuola Normale Superiore (Пиза, Италия) и Института исследований старения им. Лейбница (Йена, Германия) проанализировала экспрессию генов в небольших биопсиях плавников киллифиш в разные периоды жизни, разделив рыб на группы по продолжительности их жизни. Даже в оптимальных условиях эти рыбы не живут дольше 4–12 месяцев.

Исследователи обнаружили, что гены, ответственные за клеточное дыхание (процесс, при котором митохондрии в клетках используют кислород для "сжигания" сахара и производства энергии), были менее активны в молодом возрасте у долгоживущих рыб.

Когда учёные подвергли рыб воздействию очень низкой дозы природного яда ротенона, который ингибирует белки (образующие митохондриальный комплекс I), ответственные за первый этап клеточного дыхания, рыбы жили дольше.

Хотя для определения применимости этих выводов к людям нужно больше данных, Челлерно отмечает, что функция митохондрий с возрастом снижается как у людей, так и у киллифиш. "До сих пор считалось, что улучшение функции митохондрий улучшит здоровье пожилых людей; однако наши результаты указывают на более сложный сценарий, где частичное ингибирование митохондриальной функции парадоксальным образом оказывает благотворный эффект", — говорит он.

Это может происходить потому, что такое ингибирование производит небольшое количество свободных радикалов, которые не вредят клеткам, но могут стимулировать позитивный адаптивный ответ. "Этот механизм адаптации после стресса называется гормезис, и недавно было показано, что положительные эффекты физических упражнений у людей обусловлены гормезисом и разрушаются приёмом антиоксидантов", — поясняет Челлерно.

Данное исследование предполагает, что влияние старения на митохондрии может включать компенсаторный ответ, а не тот, который вызывает проблемы. "Это, очевидно, имеет значение для разработки стратегий улучшения здоровья пожилых людей и предотвращения болезней, связанных со старением", — говорит учёный.

Интересно, что существуют одобренные FDA препараты, ингибирующие митохондриальный комплекс I. Метформин, один из таких препаратов, назначаемый для лечения диабета 2-го типа, продемонстрировал способность увеличивать продолжительность жизни мышей. "Основываясь на наших данных, мы сильно подозреваем, что эффект метформина был обусловлен ингибированием комплекса I, а не его противодиабетическим действием", — заключает Челлерно.