Исследователи из Лестерского университета в Великобритании установили, что личинки наездника Nasonia vitripennis, паразитической оса из семейства Pteromalidae, демонстрируют замедленное старение во взрослом состоянии, если развивались в неблагоприятных условиях.
Миниатюрные паразитические осы вида N. vitripennis, распространённые в Северной Америке и Европе, помещают яйца в пупарии мух – это шкурка взрослой личинки, содержащая куколку) , где развиваются их личинки. Короткий жизненный цикл (около месяца), небольшой размер (всего два-три миллиметра) и простота разведения в лабораторных условиях сделали этих насекомых удобным модельным организмом для исследований в области генетики и эпигенетики.
Наездники обладают значительной ценностью благодаря встроенному механизму метилирования ДНК — контролирующей экспрессию генов посредством обратимой модификации молекулы ДНК, что позволяет исследовать процессы старения, регуляцию генов и воздействие окружающей среды на экспрессию генома. У дрозофил, например, этот механизм либо слабо представлен, либо полностью отсутствует.
Чтобы оценить воздействие изменения условий окружающей среды на биологический возраст наездников, исследователи во главе с Эймоном Мэллоном (Eamonn B. Mallon) подвергли часть личинок воздействию неблагоприятных факторов (снижение температуры и сокращение светового дня), что инициирует естественную задержку в развитии — диапаузу.
Результаты научной работы, опубликованной в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, исследования показали, что переход в состояние покоя в личиночной стадии позволил замедлить эпигенетическое старение у взрослых особей. Непосредственно после завершения трехмесячного периода развития насекомые демонстрировали генетическое старение, опережающее сверстников (на приблизительно 2,8 дня). Но уже через 18 дней эта разница исчезла, а к 30 дням особи, находившиеся в состоянии покоя, стали моложе своих сородичей на 2,7 дня.
В расчете на метаболические параметры, диапауза привела к тому, что у насекомых скорость старения снизилась на 29%, вероятность смертности уменьшилась на 65%, а средняя продолжительность жизни увеличилась на 36%. Кроме того, диапауза активировала защитную молекулярную программу, направленную на замедление процессов старения. Учитывая, что биологические часы наездников используют те же метаболические пути, которые участвуют в старении у млекопитающих, в дальнейшем этот «антивозрастной эффект» можно будет исследовать и на других видах.
Генетики полагают, что такое замедление старения могло возникнуть как адаптация к неблагоприятным условиям окружающей среды: на начальных этапах развития организм, как бы предвидя предстоящие проблемы, активирует защитные процессы. Использование методики CRISPR-Cas в последующих исследованиях поможет определить, возможно ли искусственно замедлить старение у млекопитающих, в том числе у людей.