Вчені знайшли генетичні секрети зору довгожителів гренландських акул

Нове дослідження швейцарських вчених виявило унікальні генетичні механізми, завдяки яким гренландські акули зберігають функціональність зору протягом століть життя, демонструючи особливості, які можуть мати значення для розуміння процесів старіння та довголіття.

Гренландські акули (Somniosus microcephalus) вважаються найдовше живучими хребетними на планеті, з тривалістю життя до 400 років. Дослідники з Університету Базеля під керівництвом Лілі Фогг провели детальне вивчення очей восьми померлих особин цього виду. Їхнє найбільш вражаюче відкриття полягає в тому, що сітківка гренландських акул не виявляє жодних ознак дегенерації, навіть у особин, яким на момент смерті було кілька століть.

Це спостереження має особливе значення, оскільки раніше деякі науковці припускали, що ці мешканці глибоких темних вод можуть бути функціонально сліпими. Насправді ж, як виявилося, гренландські акули не лише зберігають зір протягом сотень років, але й мають специфічні адаптації, що забезпечують його функціональність у їхньому середовищі існування.

Генетичні механізми захисту зору

Дослідники виявили кілька ключових генетичних особливостей, які пояснюють феноменальну довговічність зору цих тварин. Однією з найважливіших є ген ercc1, який бере участь у процесах репарації ДНК. У гренландських акул цей ген демонструє підвищену активність порівняно з іншими видами акул.

Секвенування ДНК очей гренландських акул також виявило, що гени, відповідальні за функціонування колбочок – світлочутливих клітин, що забезпечують кольоровий зір, – переважно неактивні. Натомість, здається, ці глибоководні хижаки покладаються в основному на палички – світлочутливі клітини, що працюють значно ефективніше при низькому освітленні, але не розрізняють кольори.

Така адаптація є логічною з огляду на середовище проживання гренландських акул – глибокі та темні води Північної Атлантики та Північного Льодовитого океану, де кольоровий зір має обмежену користь, а здатність розрізняти об’єкти при мінімальному освітленні є критично важливою.

Адаптації циркадних ритмів

Ще одним цікавим аспектом генетичних адаптацій гренландських акул є втрата функціональності гена меланопсину. Цей світлочутливий білок зазвичай відіграє ключову роль у регуляції циркадних ритмів – внутрішніх “біологічних годинників” – у хребетних тварин, включаючи людей.

Дослідники припускають, що гренландські акули, можливо, не покладаються на світлові сигнали для регуляції своїх біологічних циклів. Натомість вони можуть використовувати альтернативні механізми для цього процесу. Юен Кампліссон з Манчестерського університету висловлює думку, що такими сигналами можуть бути зміни температури води або потреба в їжі.

Втрата функціональності гена меланопсину може бути пов’язана з особливостями середовища проживання цих акул, де світлові зміни дня і ночі менш виражені на великих глибинах. У таких умовах залежність від інших, неоптичних сигналів, може бути більш надійною стратегією для синхронізації життєвих процесів.

Значення для досліджень старіння

Дослідження механізмів, що дозволяють гренландським акулам підтримувати функціональність органів зору протягом століть, має важливе значення для розуміння процесів старіння в цілому. У людей та більшості інших хребетних світлочутливі клітини сітківки з часом деградують, що призводить до погіршення зору.

Гренландські акули, з їхньою здатністю зберігати функціональність сітківки протягом сотень років, представляють цінну модель для вивчення механізмів, що протидіють віковій дегенерації. Підвищена активність гена ercc1, задіяного в репарації ДНК, може бути одним із ключових факторів, що захищає клітини сітківки від накопичення пошкоджень протягом тривалого часу.

Розуміння цих механізмів може в майбутньому сприяти розробці стратегій запобігання віковим захворюванням очей у людей, таким як макулярна дегенерація чи глаукома. Хоча пряме перенесення цих адаптацій на людину малоймовірне, вивчення принципів, що лежать в їхній основі, може надихнути нові підходи до збереження зору протягом старіння.