Пицца раскрывает тайны крыс-долгожителей

Всякий заводчик крыс знает, что срок годности этих зверьков в качестве домашних питомцев не очень долгий. Однако именно этот факт делает их излюбленной моделью ученых-геронтологов, которые могут проследить за старением животных в деталях, не дожидаясь, пока состарятся сами. Среди множества линий (то есть «пород») лабораторных крыс внимание геронтологов привлекла помесь линии Fischer-344 с норвежской бурой. Ее представители доживают аж до 34 месяцев, что для лабораторной крысы очень даже неплохо.

Для сравнения: популярные среди отечественных исследователей обычные белые крысы линии Wistar живут в среднем всего 30 месяцев. При этом домашние крысы, которых холят и лелеют, часто отличаются более продолжительной жизнью (и наверняка намного более счастливой), чем лабораторные крысы. Рекорд продолжительности жизни среди крыс принадлежит домашнему грызуну по кличке Родни, который прожил 7 лет и 4 месяца и мирно скончался в окружении родни.

grandpa-rat-reading-batrachospermum

Чтобы узнать, почему некоторые крысы живут так долго, ученые решили достать из ничего не подозревающих старичков печенку. Печень – один из самых метаболически активных органов, и большой оборот этого предприятия обеспечивается благодаря большому количеству митохондрий – энергетических станций клетки.

Вклад митохондрий в долгожительство довольно неоднозначный. С одной стороны, активность митохондрий напрямую коррелирует с возрастом на уровне целого организма. Если мы посмотрим на такие маркеры, как количество митохондриальной ДНК, количество «обращений» к ней, активность митохондриальных дыхательных ферментов и антиоксидантных систем в старой печенке, то их количество будет снижено по сравнению с молодой. С другой стороны, в процессе работы митохондрии используют кислород и генерируют направо и налево активные его формы (также известные нам как свободные радикалы), вызывая в отдельно взятой клетке окислительный стресс. Недавно даже было показано, что удаление из клетки большинства митохондрий приводит к ее «омоложению» (под этим словом подразумевается, что изменилась экспрессия ряда генов и количество определенных сигнальных молекул, в результате чего отдельно взятая клетка стала на шаг дальше от программируемой клеточной смерти).

Тем не менее мы с крысами организмы многоклеточные, поэтому митохондрии нам полезны, а их если не количество, то качество с возрастом падает. Возможно, сравнение крысиных печенок, взятых от старых (28 месяцев) и очень старых (32 месяца) животных, помогло бы понять, не скрывают ли митохондрии долгожителей какой-то секрет, подумали итальянские ученые во главе с дамой по фамилии Пицца. Они измерили количество всех упомянутых выше маркеров и вдобавок количество ферментов, ответственных за целостность ДНК в процессе функционирования митохондрии, и не нашли никаких отличий между обычными старыми крысами и долгожителями, о чем честно написали в статье. Что ж, из этого тоже можно сделать выводы: вероятно, стареющий организм в определенный момент входит в подобие стационарной фазы, в которой ничего не происходит.

Однако ученых это не удовлетворило, и они померили количество белков, необходимых для деления и слияния митохондрий внутри клетки в процессе ее жизненного цикла. Дело в том, что в активных клетках с высоким уровнем генерации энергии митохондрии любят сливаться в одну большую разветвленную митохондрию, а в плохие времена, например, когда клетка голодает или вообще собирается совершить самоубийство, митохондрии существуют в виде отдельных раздробленных органелл, которые удобно съесть при помощи аутофагии. Так вот в печени крыс-долгожителей количество белков, ответственных как за слияние, так и за деление митохондрий, оказалось увеличено. Возможно, по каким-то причинам эти органеллы у очень старых крыс оказались более динамичными структурами, чем у обычных старых крыс.

Так сеть ветвящихся митохондрий выглядит в мышином фибробласте. Фото: NGFN.

Так как ученые сразу после изъятия превратили печень животных в кашицу, они не могли посмотреть, как в реальности выглядели митохондрии долгожителей и были ли они длинными и разветвленными, поэтому они просто посчитали для каждой крысы соотношение количества белков, необходимых для слияния и деления (индекс слияния). Действительно, оказалось, что для долгожителей баланс «слияние/деление» достоверно сдвинут в пользу слияния, в то время как у обычных старых крыс никакой закономерности не наблюдалось. Таким образом, способность митохондрий собираться в супермитохондриевых монстров оказалась важным фактором, ответственным за долгожительство.

Важность митохондриальной динамики для протекания энергетических процессов была показана и отечественными учеными. Почти 20 лет назад В.П. Скулачев сравнивал длинные разветвленные митохондрии с внутриклеточными силовыми кабелями. Интересно, что нокаутные мыши, у которых процесс деления митохондрий был нарушен, отличались устойчивостью к ожирению на диете с высоким содержанием жиров и в условиях недостатка физических упражнений. Про связь митохондрий и ожирения напишем в следующий раз!


Текст: Дарья Спасская. Научная статья: Experimental Gerontology (Picca et al., 2016)

Обзор подготовлен совместно с Genomit.ru и известным блогером-долгожителем Голым Землекопом. Если хотите поделиться информацией с вашими подписчиками, обязательно ставьте активную ссылку на эту статью. С уважением, Батрахоспермум и Голый Землекоп.

gnotobiotic-mouse

Вас также могут заинтересовать статьи:
Стерильные мыши и исследования кишечных микробов
Белухи рождаются мышечно возмужавшими
Суточные циклы влияют на развитие зубов