Ученые обнаружили удивительное животное, способное временно замедлять или даже обращать вспять старение клеток. Это толстохвостый карликовый лемур с Мадагаскара — маленький примат размером с хомячка.
Всем известны внешние признаки старения, но многие изменения начинаются значительно глубже — на клеточном уровне, где даже наша ДНК со временем накапливает повреждения.
Удивительно, но некоторые животные нашли способ временно останавливать этот процесс. Один из таких примеров — толстохвостый лемур.
Согласно новому исследованию ученых из Университета Дюка и Калифорнийского университета в Сан-Франциско, это маленькое млекопитающее может замедлять или даже частично обращать назад клеточное старение во время своей ежегодной зимней спячки. Об этом сообщается на сайте Университета Дюка.
Вся суть в теломерах
Как рассказывают ученые, ключ к этому феномену кроется в теломерах — микроскопических защитных «наконечниках» на концах хромосом. Они, как пластиковые окончания на шнурках, защищают ДНК во время деления клеток. С возрастом, при каждом делении клетки, теломеры постепенно сокращаются, и в результате клетки теряют способность нормально функционировать.
На сокращение теломер влияют хронический стресс, малоподвижный образ жизни и недосыпание. Однако, как выяснили ученые, во время спячки у лемуров теломеры не укорачиваются, а — вопреки ожиданиям — удлиняются. Это означает, что клетки как бы получают второй шанс — хоть и временный — стать моложе. Об этом говорится в статье, опубликованной в журнале Biology Letters.
Жизнь на паузе
Зимой лемуры исчезают в дуплах или подземных норах и проводят там до семи месяцев в состоянии анабиоза. Их сердцебиение снижается с 200 ударов до менее чем 8 ударов в минуту, тело становится холодным на ощупь. Животное делает вдох примерно раз в 10 минут.
Но примерно раз в неделю лемур ненадолго «разогревается»: температура тела растет, обмен веществ ускоряется. В этот момент он не просыпается полностью, а просто спит обычным сном, чтобы восстановить силы. Потом организм снова «остывает», и лемур возвращается в глубокую спячку.
В ходе исследования ученые наблюдали за 15 толстохвостыми лемурами в Центре изучения лемуров Университета Дюка до, во время и после спячки, беря мазки со щек, чтобы отслеживать, как со временем менялись их теломеры.
Чтобы помочь животным войти в спячку, ученые постепенно снижали температуру с 25 °C до около 13 °C, имитируя зимние условия в природе. Лемурам также создали искусственные норы, куда они могли укрыться от холода.
Некоторые лемуры вели себя как в дикой природе: впадали в глубокую спячку, почти не двигались, не ели и жили за счет жира, накопленного в хвосте.
Другие в лабораторных условиях чаще «разогревались» и были более активными, то есть чаще выходили из спячки. Если они проявляли настоящую активность, им давали еду.
Неожиданные результаты
Обычно теломеры укорачиваются с возрастом. Но генетический анализ показал, что у лемуров, переживших глубокую спячку, теломеры не только не сократились, но даже удлинились. Это стало полной неожиданностью для ученых.
«Сначала мы подумали, что данные неправильные», — рассказала одна из авторов, Лидия Грин (Lydia Greene). Но группа ученых из лаборатории Элизабет Блэкберн (Elizabeth Blackburn), которая в 2009 году получила Нобелевскую премию за открытие механизмов восстановления теломер, подтвердила: все правильно.
В целом, теломеры удлинялись у тех лемуров, что оставались в более глубокой спячке. У тех, кто просыпался и ел, их длина почти не менялась.
Через две недели после выхода из спячки теломеры снова укорачивались. Ученые предполагают, что такое удлинение может быть защитным механизмом — чтобы предотвратить повреждение клеток, которое возникает при резком запуске обмена веществ (так называемом «перезапуске» организма).
Интересно, что нечто подобное наблюдали и у людей: например, у космонавтов, которые провели год на Международной космической станции, или у волонтеров, которые долго жили под водой.
Когда теломеры длиннее, клетки могут делиться больше раз — а значит, дольше остаются молодыми. И у лемуров это действительно работает: они живут почти в два раза дольше, чем другие приматы такого же размера.
Например, галаго живет 12—13 лет, а толстохвостый карликовый лемур — до 30 лет.
Ученые пока не знают, как именно лемурам удается удлинять теломеры. Но если удастся понять этот механизм, это может открыть новые пути лечения возрастных заболеваний у людей — без риска неконтролируемого деления клеток, которое может привести к раку.
Комментарии