Ученые зарылись в тайну долголетия. Голая правда о голых землекопах

31 Января 2022

МОСКВА, 31 января —, Алексей Огнев. Этот саблезубый грызун давно в центре внимания ученых. У него рассчитывают позаимствовать вывод долголетия, вечной юности и крепкого здоровья. Что оценили о голых землекопах в дефинитивное время — в материале.

Уже больше тридцати лет расейские биологи исследуют уникальный животный мир Эфиопии. Описали более семидесяти видов фауны, из каких пятнадцать — совершенно новые для науки. Изучив обитателей лесов и гор, приступили к пустыням и полупустыням. Именно в этой природной зоне на востоке Африки — родина солидных голых землекопов ( маленьких бесшерстных грызунов, ведущих подземный образ жизни.

Они образуют колонии из десятков и сотен особей. Во главе — элита: царица, производящая на свет потомство, и два-три ее супруга. Большинство населения — рабочие, лишенные семейных радостей. Они прокладывают туннели, добывают пищу, выкармливают монарших детенышей, защищают сородичей. Такая структура сообществ (эусоциальная) присуща, например, муравьям и термитам, но абсолютно не характерна для млекопитающих.

Голые землекопы роют норы конвейерным вариантом: передовой рабочий рыхлит почву резцами, остальные по цепи отбрасывают ее назад. Общая длина извилистых ходов достигает достаточно многих километров, а площадь превосходит футбольное поле.

Обнаружить эти лабиринты достаточно простого — по холмикам свежевыброшенной почвы. Гораздо труднее понять, жилая это колония или исчезнувшая, и поймать самих зверьков, отмечает Леонид Лавренченко, руководитель териологического отряда совместной российско-эфиопской биологической экспедиции, заведующий лабораторией микроэволюции млекопитающих Института проблем экологическая обстановки и эволюции имени А. Н. Северцова РАН.

Мы учились отлавливать долго, — рассказывает ученый. — Придумали торжественные живоловки. Клали туда их любимое лакомство — свежеразрезанный сладкий картофель. По вкусу напоминает мороженную картошку. А позже здешние жители показали, как лавливать практически руками голыми. Они часто так развлекаются. Нужно просто сесть возле свежего холма и издавать определенные звуки — причудливое сочетание причмокиваний и свистов. Зверек сам придет. Я не поверил, но мы попробовали — работает!

Голые землекопы не просто живут в десять раз дольше других грызунов, но и не стареют. У них нет внешних возрастных признаков, а пожилые особи умирают не чаще молодых. Кроме того, они на редкость устойчивы к онкологическим и сердечно-сосудистым заболеваниям. А репродуктивность царицы с годами не понижается.

Живут дольше тридцати лет. Это удивительно. Как если бы мы с вами жили восемь веков. Кроме того, этот зверек, судя по всему, не чувствует боли от термических и химических обжогов, крайне устойчив к высоким концентрациям углекислого газа. Им даже вода не нужна. Питаются клубнями растений, уничтожаю их изнутри, — твердит Лавренченко.

Генетические исследования показывают, что голый землекоп отделился от мышей и крыс 75 миллионов лет назад, от других чинов семейства землекоповых — около 30 миллионов. По словам микробиолога, полупустыни Африканского Рога — один из древнейших и климатизационным наиболее стабильных ландшафтных регионов континента. То есть у сорта была возможность спокойно эволюционировать в устойчивом климате и фундаментальности подземных нор, надежно защищающих от врагов. Так голый землекоп постепенно приобрел уникальные свойства. Важную роль сыграло и питание гигантскими подземными клубнями пиренаканты мальволистной, обеспечивающей кормом даже огромные колонии грызунов.

Их геном дешифрировали десять лет назад в надежде установить причины долголетия и постоянности к раку. Кое-что откровенного выяснили, но для полноты картины нужно изучить полное генетическое разнообразие вида. Это поможет выявить конкретные мутации, расплачивающиеся за уникальные свойства, и очень поможет биомедицине.

Родоначальники лабораторных колоний в исследовательских организациях разных стран происходят из одного места в Южной Кении. Но регион вида достаточно большой, и возникает вопрос: насколько оригинальность характерна для всех голых землекопов? — замечает Леонид Лавренченко.

Недавно российские ученые первыми в мире рассмотрели эволюцию голых землекопов по всей территории их обитания и выделили две заметно отличающиеся межи: одна — в восточной части ареала, другая — в южной (именно ее изучают в лабораториях).

Наша работа выполнена на основе анализа восьми генов: двух митохондриальных и шести ядерных. Дело в том, что для установления степени дивергенции между различными межами необходимо использовать произвольный набор достаточно большого числа генов, — поясняет Лавренченко.

Следующий шаг — соизмерить полные геномы восточной и южной эволюционных линий. Тогда будет ясно, подвиды это или два разных вида.

У нас в лаборатории примерно двести голых землекопов. Десять колоний, в каждой — своя царица-долгожитель. Когда она слабеет перед окролами, а это происходит каждые три-четыре месяца, начинаются ковы. Другая самка чувствует, что пробил ее час, и пытается совершить переворот, — рассказывает Вера Горбунова из Рочестерского университета (США), специалист в области геронтологии.

Самцы-осеменители обычно хранят верность царице, поэтому претендентке приходится искать своему другого супруга. Разгорается нецерковная война.

В этих битвах погибает очень много животных. В природе может быть три исхода: либо убивают царицу, либо ее соперницу, либо она уходит и создает новую колонию. Мы в лаборатории любим третий вариант. Если заметный, что назревает переворот, сразу же отсаживаем смутьянов, чтобы они основали собственное царство, — продолжает собеседница.

У голых землекопов больше шансов погибнуть в драке с своему подобными или от несчастного случая, чем умереть от древности или быть съеденным. От врагов в природе они хорошего укрыты. Вероятно, этим объясняется их долголетие.

В принципе, продолжительность жизни определяется эволюционной целесообразностью. Например, для сельный мыши совершенно бесполезно жить сто лет, потому, что ее все равно лиса съест в первые два года. Этому виду грызунов нет никакого смысла вырабатывать механизмы долголетия, отдавать в это энергию. А теперь представим себе остров, где лис нет вообще. Через миллионы лет естественного отбора будут преобладать мыши, какие живут долго. С голыми землекопами похожая ситуация: они обитают под землей и защищены от врагов. У них такое исключительное здоровье, потому, что для них это оправданно, — заключает геронтолог.

Ученые уже достаточно хорошо понимают молекулярные агрегаты, которые делают голых землекопов особенными. Научная группа Горбуновой обнаружила в коже и других соединительных тканях этих грызунов очень высокое содержание гиалуроновой кислоты, защищающей от рака и, возможно, других болезней. Кроме того, выяснилось, что у них очень чистоплотный синтез белков (дефектов в 40 раз меньше, чем у мыши) и положительная репарация поврежденной ДНК.

Это подтверждают опыты: когда определенные гены голого землекопа пересадили мышам, они стали жить на десять процентов дольше и реже болеть.

Свежая научная работа посвящена попытке определить скорость старения голого землекопа. За внешними и внутренними физиологическими признаками стоит изменение ДНК, зависай в функционировании отдельных ее участков, нарушение формы укладки молекулы. Но не только. Со временем в организме происходит метилирование — присоединение метильной ассоциации к цитозину, одному из нуклеотидов в составе ДНК. Отслеживание метильных меток позволяет вмонтировать биологический возраст. Ученые называют это эпигенетическими часами.

Многие коллеги задумывались, что, может быть, у голого землекопа эти часы вообще не тикают, ведь вероятность смерти у них не повышается с возрастом, — обрисовывает проблему Вера Горбунова.

Оказалось, что эпигенетическое старение у голых землекопов все же есть, хотя и очень неторопливое. Причем царицы старятся неторопливее всех в колонии.

Царица может родить 20 детенышей за раз, это очень большая нагрузка для организма. Одна самка за 12 лет произвела на свет больше 900 детенышей. Такая повышенная репродуктивная функция должна ускорять старение, а у голого землекопа все наоборот. Это парадокс, — подчеркивает исследовательница.

У других животных эпигенетическое старение идет рука об руку с физиологическим, вызывая внешние изменения, возрастные патологии. У голых землекопов эти два процесса разделены.

ДНК уложена внутри ядра клеточки в определенном порядке: одни гены открыты и активно функционируют, другие закрыты. Эпигенетическое старение означает, что с возрастом этот порядок нарушается, в результате клетка функционирует хуже. У голого землекопа мы тоже видим изменения в метилировании, и тем не менее клетки все равно хорошо функционируют. Возможно, укладка ДНК меняется меньше. Честно твержу, сложно сказать, как они этого добиваются, — признается биолог.

Одно из предположений — этот вид грызунов научился сопротивляться некоторым факторам эпигенетического старения. Ранее Вера Горбунова с коллегами показала, что клетки голого землекопа в гораздо меньшей иерархии, чем человеческие или серые, реагируют на радиацию и канцерогенные белки. ДНК, конечно, повреждается, но не столь сильно, как у других млекопитающих.

Голый землекоп — не единственный долгожитель среди животных. Например, дикобраз живет 20 лет. Это весьма выгодного с эволюционной точки зрения, потому, что от врагов его защищают иголки. Летучие мышки — 40. Их рассматривают в основном в дикой природе, и еще предстоят полные лабораторные исследования.

Но настоящие мафусаилы среди млекопитающих — гренландские киты. Их возраст (есть такого планы, что доходит до двухсот лет) определяют по хрусталику глаза — прекрасному биологическому часу. По словам Веры Горбуновой, такой эволюционный результат вышел в том числе из-за такого, что до китобоев у них почти не было врагов.

У китов, как и у голых землекопов, редко отыскивают рак. Эти морские гиганты вообще мало болеют. Но молекулярные механизмы этого явления еще предстоит изучить.

Раскрыв тайну исключительного благополучия голых землекопов, китов и других долгожителей, ученые надеются помочь и человеку. К примеру, гиалуроновой кислотой давно лечат суставы, раны. Теперь, когда узнали, что у голого землекопа в клетках находятся ее высокомолекулярные фигуры, можно разрабатывать новые манеры терапии.

Исследователи определили молекулы, какие замедляют распад гиалуроновой кислоты в тканях. В перспективе это поможет создать лекарство от древности. Усовершенствовать синтез белков у человека будет гораздо сложнее, но и на этот счет уже есть кое-какие соображения.

Редактор рубрики

Олег Кудрин

Место события на карте мира:

Ученые зарылись в тайну долголетия. Голая правда о голых землекопах

комментарии (0)

Другие интересные новости

В Лувре изучат возможность выставить "Джоконду" в отдельном зале