Scienty

Гренландский кит (Balaena mysticetus), обитающий в полярных областях Северного полушария, доживает более двух столетий и редко страдает от раковых заболеваний. Ученые выяснили, что секрет его долголетия заключается в клетках соединительной ткани, которые отвечают за регенерацию: при низких температурах в них активируется специфический белок, способствующий более эффективному восстановлению поврежденной ДНК.

Фото: img.freepik.com

В естественной среде гренландские киты обычно живут около ста лет. Однако некоторые особи способны доживать до возраста свыше двухсот лет, что является значительным достижением среди позвоночных. Несмотря на то, что эти оценки могут быть не совсем точными, в 2013 году ученые представили документальные свидетельства подтвердили существование не менее 15-20 гренландских китов старше 100 лет.

Как один из кандидатов на звание самого долгоживущего млекопитающего, наряду с гренландской полярной акулой Somniosus microcephalus, группа международных ученых во главе с Денисом Фирсановым из Рочестерского университета (США) обратила внимание на гренландского кита, возраст которого, по предварительным оценкам, может колебаться от 272 до 512 лет).

Особое внимание ученые обратили на парадокс Пето, согласно имеющимся данным, заболеваемость раком у людей выше, чем у китов, несмотря на значительно большее количество клеток у последних. Ожидалось бы, что у животных, масса тела которых превышает 80 тонн, риск развития рака будет выше, чем у людей. Однако, в действительности наблюдается обратная ситуация. Чтобы установить причину этого явления и раскрыть секрет долгожительства этих морских гигантов, Фирсанов и его коллеги исследовали фибробласты — клетки соединительной ткани гренландских китов, которые отвечают за регенерацию кожи и заживление ран.

Результаты научной работы, опубликованной в журнале Nature, исследования показали, что ткани демонстрируют поразительную способность к оперативному восстановлению поврежденной ДНК, в том числе устранению двунитевых разрывов — наиболее серьезных нарушений генома. Кроме того, у китов значительно реже встречались мутации, влияющие на структуру хромосом.

Значительную роль в ускоренном восстановлении ДНК сыграл белок, связывающий РНК CIRBP, которое наблюдается в тканях в исключительно больших объемах. Было установлено, что его экспрессия возрастает при снижении температуры, способствуя адаптации клеток к неблагоприятным условиям. Кроме того, он стимулирует основные механизмы восстановления повреждений ДНК — негомологичное соединение концов (один из способов восстановления двунитевых разрывов) и гомологическую рекомбинацию (передача нуклеотидных последовательностей между двумя одинаковыми или сходными хромосомами).

После введения CIRBP в клетки человека было установлено, что этот белок увеличивает устойчивость к радиационному воздействию и способствует восстановлению поврежденной ДНК. Напротив, снижение активности CIRBP у китов снижало эффективность процессов восстановления. Учитывая, что даже в экспериментах с дрозофилами дополнительное увеличение количества белка способствовало увеличению продолжительности жизни, ученые сделали вывод об универсальности воздействия CIRBP на весь организм.

Вместо того чтобы компенсировать риск возникновения рака большим количеством копий гена TP53, который играет ключевую роль в предотвращении злокачественного перерождения клеток, китообразные выбрали иную эволюционный подход, основанный на регенерации поврежденных клеток. По мнению авторов исследования, такая стратегия не только препятствует формированию опухолей, но и обеспечивает продолжительную жизнеспособность тканей.

Данное открытие может поспособствовать созданию инновационных методов профилактики онкологических заболеваний и замедлению процессов старения в организме человека. Так как природа уже выработала способ поддержания стабильности генома на протяжении длительного времени, дальнейшие исследования позволят глубже понять этот механизм и использовать его для укрепления здоровья людей.