Уникальный белок помогает гренландским китам жить дольше.

Новости МирТесен

Гренландский кит (Balaena mysticetus), обитающий в полярных областях Северного полушария, может жить более двухсот лет и редко страдает от раковых заболеваний. Ученые обнаружили, что ключ к его долголетию заключается в клетках соединительной ткани, которые участвуют в процессе заживления ран: при низких температурах в них активируется уникальный белок, способствующий более эффективному восстановлению поврежденной ДНК.

В естественной среде гренландские киты обычно живут около ста лет. Однако некоторые особи способны доживать до возраста свыше двухсот лет, что является значительным исключением среди позвоночных. Несмотря на возможную неточность оценок, в 2013 году ученые предоставили документальные подтвердили существование не менее 15-20 гренландских китов старше 100 лет.

Находясь в числе вероятных обладателей титула самого долгоживущего млекопитающего, как и гренландская полярная акула Somniosus microcephalus, группа международных ученых во главе с Денисом Фирсановым из Рочестерского университета (США) обратила внимание на гренландского кита, возраст которого, по предварительным данным, может достигать 272–512 лет).

Особое внимание ученые обратили на парадокс Пето, согласно имеющимся данным, заболеваемость онкологическими заболеваниями у людей выше, чем у китов, несмотря на значительно большее количество клеток у последних. Ожидалось бы, что у животных с массой тела, превышающей 80 тонн, риск развития рака будет выше, чем у людей. Однако, по факту, наблюдается обратная ситуация. Для определения причины и раскрытия секрета долгожительства этих морских гигантов, Фирсанов и его соавторы исследовали фибробласты — клетки соединительной ткани гренландских китов, которые отвечают за регенерацию кожи и заживление ран.

Результаты научной работы, опубликованной в журнале Nature, исследования продемонстрировали, что ткани обладают поразительной способностью к оперативной регенерации поврежденной ДНК, в том числе устранению двунитевых разрывов – наиболее серьезных дефектов генома. Кроме того, у китов наблюдалось значительно меньшее количество мутаций, влияющих на структуру хромосом.

Значительную роль в ускоренном восстановлении ДНК сыграл белок, связывающий РНК CIRBP, которое проявляется в тканях в исключительно больших объемах. Было установлено, что его активность возрастает при снижении температуры, способствуя адаптации клеток к неблагоприятным условиям. Кроме того, он стимулировал основные механизмы восстановления ДНК — негомологичное соединение концов (один из методов восстановления двунитевых разрывов) и гомологическую рекомбинацию (передача нуклеотидных последовательностей между двумя одинаковыми или схожими 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, подобно слонам, компенсировать риск развития рака большим количеством копий гена TP53 (который предотвращает превращение клеток в опухолевые), киты выбрали иную эволюционную стратегию, заключающуюся в тщательном восстановлении поврежденных клеток. По мнению авторов исследования, такой подход позволяет не только избегать образования опухолей, но и обеспечивает продолжительную работоспособность 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.