Ключ к долголетию млекопитающих: учёные нашли связь между генами иммунитета, размером мозга и продолжительностью жизни

Млекопитающие демонстрируют невероятное разнообразие в продолжительности жизни: от менее года у некоторых землероек до более двухсот лет у гренландских китов. Новое масштабное геномное исследование, охватившее 46 видов, выявило чёткую связь между максимальной продолжительностью жизни (МПЖ) и расширением конкретных семейств генов, в основном связанных с функционированием иммунной системы.

Учёные также подтвердили известную гипотезу о связи долголетия и относительного размера мозга. Более того, был обнаружен общий генетический базис для этих двух признаков. При этом такие факторы, как масса тела, длительность беременности или возраст полового созревания, не показали значимой связи с расширением генетических семейств.

Иммунитет — главный ключ к долголетию

Филогенетический анализ выявил 236 семейств генов, чей размер значимо коррелирует с увеличением МПЖ. Подавляющее большинство из них (267 семейств, содержащих 2061 ген) оставались значимыми даже после учёта влияния относительного размера мозга. Функциональный анализ этих генов показал их выраженную обогащённость в категориях, связанных с иммунным ответом.

«Расширенные семейства генов были обогащены функциональными аннотациями, связанными с иммунной системой», — отмечается в исследовании.

Это указывает на то, что мощная и сложная иммунная система, способная эффективно бороться с инфекциями, удалять стареющие и потенциально раковые клетки, является критически важным эволюционным приобретением для увеличения продолжительности жизни.

Общий механизм с размером мозга

Анализ показал, что 161 семейство генов было ассоциировано одновременно и с МПЖ, и с относительным размером мозга. Это открытие согласуется с давно установленной эволюционной связью между этими двумя признаками.

«Мы обнаружили свидетельства общего молекулярного механизма, связанного с эволюцией МПЖ и относительного размера мозга», — пишут авторы работы.

Это предполагает, что увеличение мозга и продолжительности жизни у млекопитающих шло рука об руку, подкреплённое расширением одних и тех же генетических семейств.

Неожиданные открытия и будущие пути

Исследование также принесло неожиданные результаты. Гены, связанные с аутофагией — процессом «самоочищения» клеток, считающимся ключевым для долголетия, — были, наоборот, недостаточно представлены среди генов МПЖ. Это может говорить о том, что у разных видов могли развиваться различные молекулярные стратегии для достижения долголетия.

Кроме того, учёные обнаружили, что гены, ассоциированные с МПЖ, у человека имеют более высокий уровень экспрессии и большее количество уникальных вариантов сплайсинга (альтернативного считывания генетической информации). Это может указывать на то, что эволюция увеличивала не только количество генов, но и разнообразие их работы.

Важно отметить, что исследование устанавливает чёткую ассоциацию, но не причинно-следственную связь. Для понимания того, как именно расширение этих генетических семейств влияет на продолжительность жизни, потребуются дальнейшие экспериментальные исследования.

Работа подчёркивает фундаментальную роль иммунной системы и мозга в определении того, как долго может прожить тот или иной вид, и открывает новые пути для изучения генетических основ старения и долголетия.