Количество SIGLEC определяет жизни век

Возрастная дряхлость, снижение подвижности, сердечные и другие заболевания – вот тот ассортимент проблем, с которым предстоит столкнуться многим людям, если на затерянных островах не будут открыты молодильные яблони. На протяжении жизни в тканях организма накапливаются повреждения, что во многом определяет процесс старения, а регулируется все факторами окружающей среды и генетикой. Бесспорно, было бы здорово обнаружить злосчастные гены старости и вырезать их, как жалкий аппендикс-атавизм! Однако пока что, увы, их не нашли. Зато в процессе поиска отыскиваются те, что с процессами старения связаны опосредованно.

lab-mouse-by-doug-mandt

Среди таких – целое семейство генов CD33rSIGLEC, которые кодируют белки-лектины, связывающиеся с сиаловыми кислотами и обладающие свойствами иммуномодуляторов (то есть регуляторов иммунной системы). Эти белки обретаются на поверхностях клеток иммунной системы и нацелены на узнавание разных вариантов сиаловых кислот, чтобы по ним отличать родные клетки организма от инородной приблуды, возможно враждебной. SIGLEC участвуют в контроле воспалительной реакции и смягчают ее при возникновении ранок, аллергии и проникновении инфекции. Таким образом, от их работы зависит и проявление хронических воспалений, как известно, способствующих старению. Кроме того, похоже на то, что SIGLEC помогают телу бороться с активными формами кислорода, которые повреждают ДНК, белки и другие клеточные компоненты, что тоже далеко не омолаживает.

Таблица: E. Otwell / Science News по данным Schwarz et al., 2015.

И вот какую интересную деталь подметили биологи из Калифорнийского университета в Сан-Диего (США): в геномах разных видов млекопитающих присутствует разное число генов SIGLEC, причем чем больше их, тем дольше зверь живет. Так, мышки живут до 4 лет, и у них 5 сиглеков, а человек может дожить до 120 и обладает 10 сиглеками. Коровы, собаки и кабаны где-то посередине: с 6 сиглеками они живут 20, 24 и 27 лет соответственно. А вот кошки доживают до 30, хотя сиглеков у них 5, как у мышей. Но мы-то знаем, что у кошек девять жизней, и 30 лет – это наверняка совокупная цифра. К тому же не бывает правил без исключений. Посмотрите опять же на лошадей и слонов: у них, как и у людей, 10 генов SIGLEC, но их года ограничиваются 57 и 65 – не то что человеческие долгожители.

Но это все слова, а ученым подавай статистический анализ. Подмеченную закономерность они тут же проверили на 17 видах млекопитающих, сравнив численность SIGLEC в их геномах с другими генными семействами, в том числе связанными с регуляцией иммунитета. Ни у каких других генов не получилось столь высокой корреляции их количества с максимальной видовой продолжительностью жизни, как у SIGLEC! Даже введение в анализ такого фактора, как масса тела (а мы знаем, что в среднем более массивные виды живут дольше), не сильно уменьшило корреляцию. И конечно, исключения никто не отменяет. «Как и всегда в эволюции, правил нет, – подчеркивает Аджит Варки, один из авторов исследования. – Это всего лишь тренд».

Корреляции, вообще говоря, вещь скользкая, одними ими никого не убедишь. Поэтому на следующем этапе ученые прибегли к генной инженерии и вывели мышей без одного из сиглеков – гена Siglec-E. В результате такие мыши умирали в более раннем возрасте, чем контрольные со всеми пятью сиглеками! Особенно страдали самцы: до стонедельного возраста доживало лишь 48% самцов-мутантов против 70% обычных. Жизнь модифицированных самок была на 17% короче, чем в контрольной группе.

Почему без одного из сиглеков мыши умирали раньше – не совсем понятно. У них не проявлялось очевидных признаков заболеваний, хотя в некоторых тканях было больше воспалений, чем в норме. Зато мутанты явно быстрее старели – это проявилось на молекулярном, структурном и когнитивном уровнях, они бледнее выглядели и были хилее своих нормальных сверстников. Возможно, ранняя дряхлость проистекала из-за повышенной уязвимости к активным формам кислорода – в печени мутантных мышей накапливалось больше окислительных повреждений ДНК и белков. Именно это натолкнуло ученых на мысль, что белки SIGLEC защищают ткани от оксидантов. Только пока неясно, как именно.

При этом очевидно, что не только одни сиглеки влияют на продолжительность жизни. Да, возможно, что большие их количества позволяют разменять седьмой десяток тем же слонам, но вот людям преодолеть вековой рубеж, скорее всего, помогает какой-то еще механизм, считает Аджит Варки. Любопытно отметить, что у разных людей необязательно активны все 10 генов SIGLEC, так что было бы очень интересно узнать, влияет ли это на продолжительность жизни индивидов. Пока же можно провести эксперимент на мышах: добавить в их геном дополнительный ген-сиглек и посмотреть, проживут ли они больше обычного. Только результатов придется подождать несколько лет. Хотелось бы, чтобы подольше.


Текст: Виктор Ковылин. По материалам: Science News
Научная статья: eLife (Schwarz et al., 2015)

Статья подготовлена в рамках совместного проекта журнала «Батрахоспермум» и SkQ-project.ru («Ионы Скулачева»). Если хотите поделиться информацией с вашими подписчиками, обязательно ставьте активную ссылку на эту статью.