Исследователи из Института биологии Коми Научного центра УрО РАН, профессор РАН Алексей Москалев совместно с коллегами установил, на какие гены воздействует мутация, продлевающая жизнь дрозофил. Работа проясняет механизмы старения и выявляет мишени для лекарств против возрастных заболеваний.

Фото Марии Шумейко из архива БНК

Ученые из Института биологии Коми НЦ УрО РАН, Московского физико-технического института, Института молекулярной биологии имени Энгельгардта РАН и компании Insilico Medicine (США) установили, на какие гены воздействует мутация, продлевающая жизнь дрозофил. Сравнение активности генов мух-долгожителей и контрольной группы насекомых проясняет механизмы старения и выявляет мишени для лекарств против возрастных заболеваний. Исследование опубликовано в журнале Scientific Reports, пишет издание naked-science.ru.

– Активность генов управляет всеми функциями клетки и в конечном итоге организма в целом, – поясняет руководитель исследования Алексей Москалев, заведующий лабораторией продолжительности жизни и генетики старения МФТИ. – Если установить, какие гены более, а какие менее активны в разных возрастах у долгоживущих линий животных в сравнении с короткоживущими, можно лучше понять биологию долголетия.

Прежде чем ставить многолетние эксперименты на млекопитающих, биогеронтологи проверяют свои гипотезы на животных с небольшой продолжительностью жизни. Мухи-дрозофилы – удобная модель, поскольку их геном хорошо изучен и содержит 40% генов заболеваний человека, а продолжительность жизни составляет всего пару месяцев. Технологии разведения этих насекомых и редактирования их генома хорошо отработаны. Кроме того, у дрозофил присутствуют два пола, в отличие, например, от нематод.

Авторы работы использовали специально выведенную линию, или «породу», дрозофил, у которой выключена одна из двух копий гена под названием E(z). Этот ген способен регулировать активность других генов. Такие мухи-мутанты живут значительно дольше своих собратьев и демонстрируют большую устойчивость к неблагоприятным условиям. Но на какие именно гены воздействует мутация, до сих пор было не ясно.

Российские ученые подтвердили благоприятный эффект мутации: она увеличила продолжительность жизни дрозофил в среднем на 22–23%. В ходе эксперимента мух морили голодом, травили паракватом и подвергали 35-градусной жаре. Дрозофилы-мутанты продемонстрировали повышенную устойчивость ко всем этим факторам. Более того, был обнаружен неожиданный эффект мутации на размножение.

– Известно, что увеличение продолжительности жизни дрозофил за счет мутаций часто сопровождается снижением репродуктивной способности. Однако в нашем случае, напротив, наблюдалось повышение плодовитости самок-мутантов во всех возрастных группах, – прокомментировал результаты исследования Алексей Москалев.

Подтвердив положительное влияние мутации, ученые сравнили активность генов у обычных дрозофил и мутантов. Обнаружилось 239 генов, количество продуктов которых значимо отличалось у долго- и короткоживущих близкородственных групп. Эти гены влияют в том числе на обмен веществ.

– Мы выяснили, что мутация вызывает глобальную перестройку метаболизма организма. Она влияет на метаболизм углеводов, жиров и нуклеотидов, а также на активность генов иммунитета и регуляцию биосинтеза белков, – добавил Москалев.

В перспективе авторы исследования предпримут попытку еще больше увеличить продолжительность жизни дрозофил при помощи комбинаций различных факторов химической и физической природы. В конечном счете цель состоит в том, чтобы превысить так называемый видовой предел продолжительности жизни, то есть максимальную задокументированную длительность жизни особей данного вида.

Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда.