Ученые выяснили, как вычислить продолжительность жизни любого животного
"Мы открыли универсальный биологический закон, определяющий, как много лет, месяцев или дней может прожить то или иное существо. Нам удалось доказать, что длина теломер задает продолжительность жизни для всех животных на Земле", — заявила Мария Бласко (Maria Blasco) из Национального центра изучения рака в Мадриде (Испания).
Клетки зародыша и эмбриональные стволовые клетки практически бессмертны с точки зрения биологии — в адекватной среде они могут жить и делиться неограниченно долго. А вот клетки тела взрослого человека через 40-50 циклов теряют способность делиться и вступают в фазу старения, что, предположительно, снижает шансы на развитие рака.
Эти различия связаны с тем, что каждое деление взрослых клеток укорачивает их хромосомы, концевые участки которых помечены специальными повторяющимися сегментами (так называемыми теломерами). Когда теломер становится слишком мало, клетка прекращает участвовать в жизни организма.
Как показали первые опыты, длина теломер довольно точно отражает возраст человека и то, сколько он проживет. Стресс, вредные привычки, хронические болезни и тяжелые условия жизни ускоряют сокращение теломер, что может объяснить, например, то, почему богатые люди в среднем живут дольше, чем низшие слои населения.
Как отмечает Бласко, эти открытия заставили биологов и эволюционистов спорить, характерна ли такая зависимость для других обитателей Земли и можно ли вычислить среднюю продолжительность жизни на основании длины теломер и скорости их сокращения.
Испанские генетики, изучающие человеческие теломеры уже несколько десятилетий, попытались разрешить этот вопрос. Для этого они исследовали состояние концевых участков хромосом у девяти видов млекопитающих и птиц из Мадридского зоопарка.
Ученые взяли образцы крови, выделили иммунные тельца, вычислили типичную длину теломер для особей разного возраста, а затем сравнили их между собой и с теломерами представителей других видов, в том числе людей и лабораторных мышей.
Как оказалось, изначальная длина теломер и темпы их сокращения весьма точно отражали сроки жизни их обладателей. К примеру, у слонов и страусов, живущих по 40-60 лет, теломеры довольно короткие, а длина их сокращается так же медленно, как и у человека, — на 100-300 генетических "букв" в год.
С другой стороны, у сравнительно недолго живущих мышей и бутылконосых дельфинов теломеры длинные, и каждый год они сокращались на тысячи нуклеотидов. То же самое наблюдалось среди северных оленей, стервятников, чаек и других обитателей зоопарка.
Что интересно: ученые заметили, что животные обычно умирают не тогда, когда теломеры достигли критически малой длины, а после того, как большинство из них стали примерно вдвое короче. Это может объяснять, почему животные с длинными, но быстро сокращающимися теломерами, такие как мыши, живут заметно меньше, чем человек и прочие долгожители.
"Многие коллеги нам не верили, ссылаясь на большую длину теломер у мышей. Мы показали, что главную роль в процессе старения и в определении долгожительства играет не изначальная длина, а темпы сокращения концевых участков хромосом. Более того, этот параметр позволяет предсказать среднюю продолжительность жизни любого вида точнее, чем его масса или скорость метаболизма", — заключает Курт Уиттемор (Kurt Whittemore), коллега Бласко.
Выводы ученых представлены в журнале PNAS.