Этот безволосый, морщинистый, клыкастый грызун на фотографии выше? Это голая родинка, и глубоко внутри ее клеток ее молекулярный механизм может держать секрет жизни очень и очень долгое время.
«Они являются невероятно ярким примером долголетия и устойчивости к раку», - говорит Вера Горбунова, биолог из Университета Рочестера, которая изучает долгоживущих грызунов, которые, как было показано, выживают до 28 лет - продолжительность жизни в восемь раз у мышей такого же размера - и никогда не наблюдалось развития рака, даже в присутствии канцерогенов.
В последние годы Горбунова и ее муж Андрей Селуанов внимательно изучили виды, обитающие в подземных колониях в Восточной Африке, в надежде выяснить, как именно ему удается так долго выживать. Как показало новое исследование, которое ее команда опубликовала сегодня в « Известиях Национальной академии наук», их команда считает, что они нашли хотя бы часть ответа: у голых родинок есть странные рибосомы.
Каждая из наших клеток (и, в этом отношении, клетки каждого живого организма) преобразует генетические инструкции, присутствующие в нашей ДНК, в белки, которые контролируют общую работу клетки, посредством процесса, называемого трансляцией. Крошечные микроскопические структуры, называемые рибосомами, обрабатывают этот перевод, читая генетические инструкции, которые определяют конкретный рецепт, и соответственно выделяют белок.
Рибосомы почти в каждом многоклеточном организме на планете состоят из двух больших кусков РНК, генетического вещества, похожего на ДНК. Но в прошлом году один из студентов лаборатории Рочестера выделял РНК из клеток, взятых у голых родинок, когда он заметил что-то необычное. Когда он разделил фрагменты РНК, вместо того чтобы увидеть два разных фрагмента рибосомальной РНК, он увидел три.
«Сначала мы думали, что делаем что-то не так, и это было повреждено», - говорит Горбунова. «Потому что для всех млекопитающих вы бы видели двоих, а мы продолжали видеть трех».
Изображение через Боба Оуэна
После того, как различные испытания подтвердили, что это не экспериментальная ошибка, они решили более внимательно изучить потенциальные эффекты этой необычной структуры. Другие исследования показали, что искусственное прерывание процесса трансляции, чтобы сделать рибосомы менее точными, может привести к образованию плохо построенных белков, которые накапливаются и приводят к гибели клеток, что повышает вероятность того, что необычные рибосомы у крыс совершают обратное действие, вызывая меньше ошибок транскрипции и расширяя срок жизни. Чтобы проверить эту идею, Горбунова разработала способ увидеть, насколько точны рибосомы у крыс при преобразовании генетических инструкций в белки.
Оказалось, что по сравнению с мышиными рибосомами эти трехчастные структуры допускают ошибки в четыре-сорок раз меньше в процессе трансляции. На данный момент неясно, как именно это может привести к увеличению продолжительности жизни, но исследователи считают, что это играет ключевую роль.
Несмотря на это, грызуны, по-видимому, получают выгоду от других, не связанных между собой механизмов, которые позволяют им жить необычайно долгой жизнью. В июне Горбунова и Селуанов объявили об открытии, что грызуны также производят новое клеточное соединение, которое, по-видимому, не дает им заболеть раком.
Оба эти механизма вызывают очевидный вопрос: почему голые родинки наделены этими аномальными, продлевающими жизнь характеристиками? «Это не случайно», - говорит Горбунова. «Это связано с экологией вида».
По ее словам, поскольку грызуны живут под землей, в ультрасоциальных колониях, они гораздо менее подвержены случайной смерти в результате несчастных случаев или хищничества. Тот факт, что риск смерти в случайном порядке намного ниже, означает, что с эволюционной точки зрения имеет смысл вкладывать средства в клеточные механизмы, которые могут позволить существам жить дольше. Даже если бы у мыши были ультраточные рибосомы и вещества, борющиеся с раком, состоящие из трех частей, другими словами, хищник все равно мог бы съесть ее в течение года, поэтому у нее никогда не было возможности разработать механизмы, которые позволили бы ей дожить до 28.
Но голые кроты сделали. Горбунова и Селуанов хотят продолжить, посмотрев, можно ли внедрить в клетки мыши какой-либо из их специальных механизмов - долголетия или устойчивости к раку, и могут ли они привести к соответствующему увеличению продолжительности жизни. Если они добьются успеха, они надеются, что когда-нибудь мы даже сможем продлить нашу собственную продолжительность жизни, скопировав успех голых кротов.
