Мутация долголетия, распространённая у мух по всему миру

Исследователи обнаружили, что важная вариация гена Indy, влияющая на продолжительность жизни и фертильность, широко распространена в природных популяциях плодовых мух (Drosophila). Естественная мутация представляет собой вставку транспозона Hoppel в определённый участок гена Indy.

Распространение в природе

• Транспозон Hoppel был обнаружен в 17 из 22 линий мух, собранных по всему миру за последние 60 лет.
• Например, он присутствовал у 100% мух из линии, начатой в Мумбаи (Индия) в 2006 году, и у 55% мух, происходящих от особей, собранных на Оаху (Гавайи) в 1955 году.
• Такая распространённость свидетельствует, что эта мутация была полезной в дикой природе и сохранялась в процессе эволюции.

Влияние на жизненно важные признаки

Исследования на трёх природных линиях (с Оаху, Капитан-Кука и Идальго) показали:

• Фертильность: Гетерозиготные самки (с одной копией Indy с Hoppel и одной без) откладывали примерно на 10% больше яиц, чем мухи без вставки Hoppel. Мухи с двумя копиями Hoppel откладывали меньше всего.
• Продолжительность жизни: Мухи с Hoppel хотя бы на одной аллели Indy жили значительно дольше. Например, к 60-му дню среди одной группы самок выжило более 80% гетерозигот и около 80% мух с двумя копиями Hoppel. Среди мух без вставки выжило менее 60%.

Механизм действия

• Ген Indy кодирует белок, участвующий в транспорте метаболитов (например, цитрата) в цитоплазме клетки.
• Мутации в Indy могут имитировать эффект калорийного ограничения, которое, как известно, продлевает жизнь у мух и нематод.
• Учёные обнаружили, что вставка Hoppel регулирует экспрессию гена Indy: чем больше копий с Hoppel, тем выше уровень мРНК Indy.
• Оптимальный уровень экспрессии для максимальной продолжительности жизни и фертильности наблюдается у гетерозигот (умеренный уровень).

Научное значение

Это исследование, опубликованное в журнале Aging, является одним из немногих задокументированных случаев, когда вставка транспозона оказывает положительное влияние на организм. Оно предполагает, что такие мутации могут быть одним из способов создания нового генетического материала для естественного отбора и адаптивной эволюции.