Лемури в сплячці омолоджують клітини та теломери

Нове дослідження виявило, що товстохвості карликові лемури Мадагаскару можуть повертати назад клітинне старіння під час зимової сплячки, що відкриває перспективні напрямки для розробки методів здорового старіння людини.

Ознаки старіння, які ми бачимо зовні, відображають лише частину процесу. Насправді старіння починається на клітинному рівні. З часом наша ДНК накопичує пошкодження. Проте деякі тварини знайшли спосіб тимчасово зупинити цей процес.

Учені з Університету Дьюка та Каліфорнійського університету в Сан-Франциско зробили приголомшливе відкриття. Маленький примат – товстохвостий карликовий лемур – може не лише сповільнювати, але й повертати назад процес старіння. Ця здатність виникає саме під час щорічної сплячки.

Захисні ковпачки хромосом

Ключову роль у цьому процесі відіграють теломери – “захисні ковпачки на кінцях хромосом”. Вони захищають ДНК від пошкоджень під час поділу клітин. Подібно до наконечників шнурків, теломери запобігають “розплутуванню” генетичного матеріалу.

При кожному поділі клітини теломери скорочуються. Саме тому з віком вони стають коротшими. Хронічний стрес, малорухливий спосіб життя та недостатній сон прискорюють цей процес. Зрештою теломери вже не можуть захищати ДНК.

Але карликові лемури зуміли обійти це правило. Вони не лише запобігають скороченню теломерів, але й подовжують їх. Це фактично омолоджує їхні клітини, як підтверджує дослідження в журналі Biology Letters.

Марина Бланко, провідна авторка дослідження, пояснює, що це відбувається під час зимової сплячки. “Коли в дикій природі настає зима, карликові лемури ховаються в дуплах дерев або підземних норах”, – зазначає вона. Там вони перебувають до семи місяців у стані анабіозу.

Життя на мінімальних обертах

Під час сплячки метаболізм лемурів критично сповільнюється. Серцевий ритм падає зі звичайних 200 ударів до менш ніж 8 ударів на хвилину. Тіло тварин охолоджується, а дихання відбувається приблизно раз на 10 хвилин.

Лемури можуть перебувати в такому стані близько тижня. Потім вони ненадовго прокидаються, щоб зігрітися і, як не дивно, виспатися. Це циклічно повторюється до закінчення зими.

Дослідники спостерігали за 15 карликовими лемурами в спеціальному центрі. Для імітації природних умов температуру знизили з 25°C до приблизно 12°C. Тваринам надали штучні нори для сплячки.

Експеримент включав дві групи. Одна група отримувала їжу в періоди активності. Інша група дотримувалася повної сплячки і жила лише за рахунок накопиченого в хвості жиру.

Несподіваний результат омолодження

Стандартна модель старіння передбачає постійне скорочення теломерів. Кожен поділ клітин зношує ці захисні структури. Однак генетичний аналіз показав неймовірний результат.

Під час зимової сплячки теломери лемурів не скорочувалися, а навпаки, ставали довшими. “Результати виявилися протилежними до очікуваних”, – зізнається Лідія Грін, одна з дослідниць. Команда навіть сумнівалася в точності даних.

Достовірність відкриття підтвердила Дана Сміт із лабораторії нобелівської лауреатки Елізабет Блекберн. Довжина теломерів збільшувалася саме у тварин, які перебували в глибшому стані анабіозу. У лемурів, які прокидалися для годування, такого ефекту не спостерігалося.

Від тварин до людей

Цікаво, що подовження теломерів було тимчасовим. Через два тижні після завершення сплячки вони поверталися до початкової довжини. Бланко вважає, що подовження захищає від пошкоджень клітин під час періодів пробудження.

“Ці різкі метаболічні перезавантаження дійсно кидають виклик організму в екстремальних умовах”, – пояснює Грін. Подібний феномен спостерігався і в людей після тривалого перебування в стресових ситуаціях.

Така здатність подовжувати клітинне життя може пояснювати незвичайне довголіття карликових лемурів. Вони живуть майже до 30 років, тоді як подібні за розміром примати без сплячки – лише 12-13 років.

Точний механізм подовження теломерів у лемурів залишається загадкою. Проте його розкриття може відкрити нові підходи до боротьби з віковими захворюваннями людини. Головне завдання – навчитися активувати ці процеси без підвищення ризику виникнення раку.