землекопы

Голые землекопы живут более 30 лет — невероятно долго для животных такого размера. Они практически не стареют, не болеют раком и возрастными заболеваниями, такими как диабет и атеросклероз. Кроме того, землекопы генетически ближе к человеку, чем широко используемые в лабораториях мыши. Это делает их идеальной моделью для изучения генетических основ долголетия и возможных путей продления жизни человека. Подробнее о том, чем уникальны голые землекопы, мы рассказывали в статье.

Учёные давно подозревали, что секрет долголетия этих животных связан с эффективным восстановлением повреждений ДНК, однако точный механизм оставался неясным. В исследовании, опубликованном 9 октября в Science, команда китайских биологов под руководством Чжийонг Мао выяснила, какие именно генетические особенности за это отвечают.

Старение часто связано с ухудшением способности ДНК восстанавливаться после повреждений. Один из ключевых путей «ремонта» ДНК — гомологичная рекомбинация, а сбои в этом механизме связаны с преждевременным старением и раком. У человека и мышей во время гомологичной рекомбинации фермент cGAS «оттаскивается» от повреждённой ДНК другим белком, что нарушает её восстановление.

Исследователи решили проверить, происходит ли похожий процесс у голых землекопов. Они обнаружили, что cGAS голого землекопа отличается от человеческого всего четырьмя аминокислотами. Эти аминокислоты предотвращают преждевременное разрушение фермента после повреждения ДНК. Благодаря этому cGAS дольше остаётся активным и эффективнее взаимодействует с другими белками, участвующими в восстановлении ДНК, что усиливает способность клетки исправлять повреждения.

Чтобы проверить свои догадки, исследователи провели серию экспериментов с ферментом cGAS. Когда его удалили из клеток голых землекопов с помощью CRISPR–Cas9, в ДНК стали накапливаться мутации. А вот плодовые мушки, которым ввели человеческий cGAS с четырьмя мутациями, характерными для голого землекопа, жили дольше, чем мушки с обычным человеческим ферментом.

Результаты показывают положительное влияние cGAS на долголетие и что этот фермент можно использовать как мишень для усиления восстановления ДНК у человека. Однако до применения подобных изменений у людей ещё далеко. Молекулярный биолог Линдсей Ву из Университета Нового Южного Уэльса напоминает, что cGAS выполняет не только роль в восстановлении ДНК, но и участвует в иммунном ответе. В экспериментах использовалась человеческая «версия» cGAS, которая подавляет врождённый иммунный ответ, активируемый стрессом клеток или вторжением чужеродных молекул. Это значит, что попытка заменить человеческий cGAS на «версию» землекопа может вызвать непредсказуемые воспалительные реакции, которые пока не изучены.