Эта акула живет 400 лет. Ее ДНК может объяснить, почему
Ученые составили карту генома гренландской акулы, что может дать ключ к разгадке чрезвычайной долгожительства животного.
В новом исследовании ученые идентифицировали сеть из 81 гена, которые были обнаружены только у гренландских акул и, как известно, играют роль в восстановлении ДНК.
22 сентября 2024 г.
Гренландская акула не совсем харизматична. Ее массивное тело покрыто кожей, похожей на наждачную бумагу. Ее чахлые плавники неуклюже располагаются по бокам. А ее глаза, постоянно мутные, часто являются хозяевами червеобразных паразитов, которые болтаются, пока акула медленно бродит по глубинам Северной Атлантики и Северного Ледовитого океана.
Но если отвлечься, то этот вид обладает удивительной способностью: он может жить около 400 лет. Теперь международная группа ученых из Европы и США составила карту генома гренландской акулы, предоставив ученым возможность узнать секрет ее выдающегося долголетия.
«Любое исследование механизмов того, как это животное может жить так долго, в какой-то момент потребует последовательности генома», — сказал Стив Хоффманн, вычислительный биолог из Института старения имени Лейбница и Университета имени Фридриха Шиллера в Йене, Германия, который руководил исследованием.
Результаты, опубликованные в виде препринта в bioRxiv, предоставляют полную информацию о генетическом составе акулы. Они также дают начальные сведения о конкретных генах и биологических механизмах, включая сеть дублированных генов, участвующих в восстановлении ДНК, которые могут быть ответственны за исключительную продолжительность жизни акулы.
Ученые обнаружили, что у гренландских акул очень большие геномы: около 6,5 миллиардов «пар оснований» ДНК, или строительных блоков — примерно в два раза больше, чем у людей, и самый большой геном среди всех других акул, секвенированных на сегодняшний день.
«Мы бы не догадались, что он такой большой», — сказал Арне Сам, биоинформатик из Института старения имени Лейбница и Рурского университета в Бохуме, который был ведущим автором исследования.
Удивительно, но более двух третей генома состояло из повторяющихся генов, известных как транспонируемые элементы, или прыгающие гены. Эти гены встраиваются в другие и самовоспроизводятся с помощью механизма копирования и вставки. При этом они часто нарушают нормальное функционирование генов и могут вызывать мутации, делеции или дупликации, которые могут привести к развитию заболеваний или проблем развития организма.
«Это паразиты, геномные паразиты», — сказал г-н Хоффманн. «У них довольно плохая репутация».
Результаты заставили исследователей задуматься, как акулы могли жить так долго, если они несли такое большое количество этих вредных генов. Они предположили, что гренландская акула могла развить уникальный способ захвата механизма этих прыгающих генов, чтобы дублировать гены, участвующие в восстановлении ДНК.
«Это животные, которые живут дольше людей, и они делают это в дикой природе, без лекарств, больниц или медицинской помощи», — сказал Жуан Педру де Магальяйнш, молекулярный биогеронтолог из Бирмингемского университета в Англии, который не принимал участия в исследовании.
Он добавил, что изучение акул может помочь ученым однажды «разработать методы лечения рака или профилактические меры или более глубокое фундаментальное понимание рака, которое приведет к клиническим преимуществам» для людей.
Впервые о замечательном долголетии акулы стало известно в 2016 году, когда в эпохальном исследовании, опубликованном в журнале Science, были использованы методы радиоуглеродного датирования и методы моделирования для оценки возраста 28 гренландских акул.
Исследователи обнаружили, что самые старые акулы могут жить около 400 лет и достигать половой зрелости около 150 лет.
Ошеломленные ученые со всего мира с тех пор изучают гренландских акул, чтобы лучше понять, как этот вид может жить так долго. Некоторые изучают ее сердце; другие сосредоточились на ее метаболизме, а многие следят за ее поведением и экологией.
Вершиной стало разгадывание генома гренландской акулы. За последние пять лет по крайней мере три команды боролись за создание полного генома акулы.
Хоффманн и его коллеги первыми опубликовали геном акулы, который охватывает около 92 процентов всей ее ДНК.
«Раньше мы ничего не знали о ее геноме, а теперь у нас есть полная последовательность генома», — сказал Стивен Аустад, биолог из Университета Алабамы в Бирмингеме, который не принимал участия в исследовании. «Я думаю, это здорово».
Что следует из гренландской акулы?
1.Саморегенерация генов человека
У человека тоже есть механизмы ремонта поврежденных радиацией и космическими лучами генов.
Нобелевская премия по химии 2015 года: за открытие механизмов восстановления ДНК (Пол Модрич, Томас Линдал, Азиз Санкар).
Но в случае с акулой напрашивается следующая аналогия: можно представить нашу ДНК как условный windows 95, а у акулы намного более крутая программа - современный windows. И безусловно очень здорово, что проводятся уже такие исследования над этой акулой.
Но к сожалению мы не гренландская акула - и переписать нашу ДНК под акулу так просто не получится.
2.Марсианские мыши и устойчивость к радиации
Если вспомнить про советские исследования для подготовки полета на Марс - то там говорилось, что в состоянии гипобиоза у мышей механизмы восстановления генов (а у мышей эти механизмы тоже есть!) работали настолько эффективно, что радиация почти не оказывала на них негативного влияния. В то время как без гипобиоза радиация их быстро убивала.
Искусственный гипобиоз — замедление физиологического времени в организме млекопитающих и человека в результате внешнего воздействия, за счет чего происходит приостановка всех без исключения процессов жизнедеятельности, с возможностью их последующего восстановления до начального уровня.
Значит и с человеком так тоже можно поступать - вводить в гипобиоз и смотреть, как будут себя вести механизмы регенерации генов у нас.
3.Теория квантового сознания и ремонт генов
Согласно теории Роджера Пенроуза и Стюарта Хамероффа в мозге человека за возникновение сознания отвечают тубулиновые микротрубочки, в которых протекают квантовые эффекты.
Но те же самые микротрубочки присутствуют в каждой клетке живого, являясь квантовыми компьютерами клетки, обсчитывающими весь сложнейший процесс жизнидеятельности клетки.
4.Активизация микротрубочек
Согласно новейшим исследованиям ученых - при понижении температуры тела до определенного порога (а именно до 20 градусов цельсия) у микротрубочек увеличивается их "нестабильность". Проще говоря - активизируются квантовые вычисления по сравнению со стандартной температурой тела 37 градусов.
А это значит, что в состоянии гипобиоза у живых организмов запускаются на полную катушку те механизмы регенерации генов, которые при стандартной температуре действуют значительно слабее.
И МЫ МОЖЕМ ОЖИДАТЬ НЕ ПРОСТО ОСТАНОВКУ СТАРЕНИЯ - НО И ОМОЛОЖЕНИЕ ОРГАНИЗМА ПРИ ПОГРУЖЕНИИ ОРГАНИЗМА В ГИПОБИОЗ!
Я думаю, если мы хотим совершить прорыв в этой области, сделать что-то нестандартное, то и действовать нужно нестандартно.
Если создать еще одну лабораторию чисто из генетиков и биологов - то это безусловно приблизит нас к решению основной задачи - омоложения и бессмертия. Но скажем еще на 0.01% Я же абсолютно убежден, что если мы хотим совершить рывок на десятки процентов - нам нужна команда из очень разносторонних специалистов: физиков, математиков, инженеров, программистов и прочих. Только тогда на пересечении разных наук мы найдем полное решение.
