Мутация долголетия у дрозофил вызывает масштабные перестройки в различных молекулярных и клеточных процессах.

Чтобы понять механизмы долголетия, нужно сравнить, как работают гены у тех, кто живёт дольше обычного, и у того, кто живёт свой стандартный век. С людьми такие исследования проводить можно, но наш геном довольно сложен и в нём ещё много непонятного. С другой стороны, здесь лучше сравнить организмы с идентичными генами – в этом случае, изучая какую-нибудь «мутацию долгой жизни», мы можем быть уверены, что эффект происходит именно от неё, а не от каких-то неучтённых генетических различий.

(Фото: Dimijana / Depositphotos) 

Так что неудивительно, что механизмы долголетия часто исследуют даже не на млекопитающих, а на мухах дрозофилах. В лаборатории можно вывести мух с нужными генетическими характеристиками, их достаточно легко снабдить нужными мутациями, кроме того, дрозофилы достаточно плодовиты и недолго живут, что ускоряет наблюдения. Наконец, мы знаем, что 40% генов дрозофил – это те гены, которые связаны с разными болезнями у человека (мушиные гены, естественно, обладают своими особенностями, но они контролируют те же фундаментальные процессы, что и их человеческие «кузены»). Так что результаты, полученные на мухах, можно отчасти распространять и на нас.

У дрозофил есть ген E(z), и если одну из двух его копий выключить, то мы получим мух-долгожителей, которые, кроме того, будут более устойчивыми к разным неблагоприятным воздействиям. Ген E(z) регулирует работу множества других генов, но что происходит с подведомственными ему генами после того, как одну из копий E(z) выключают, до сих пор известно не было. Именно это решили выяснить сотрудники Московского физико-технического института, Института молекулярной биологии им. Энгельгардта РАН, Института биологии Коми НЦ УрО РАН и компании Insilico Medicine (США).

Их мухи-мутанты действительно жили в среднем на 22–23% дольше, и лучше переносили голод, повышение температуры и были устойчивы к ядовитому веществу параквату. При этом, как говорится в статье в Scientific Reports, у самок с мутацией повышалась плодовитость, хотя обычно мутации, продлевающие жизнь, сопровождаются как раз уменьшением, а не увеличением плодовитости.

Сравнив генетическую активность у обычных мух и у мух с отключённой копией E(z), исследователи обнаружили целых 239 генов, которые по-разному работают у тех и у других. В целом оказалось, что мутация вызывает масштабную перестройку обмена веществ: у мух-мутантов меняется метаболизм углеводов, жиров и нуклеотидов. Кроме того, отключение одного из E(z) сказывается на иммунитете и синтезе белка. Скорее всего, для продления жизни нужно вмешаться во множество разных процессов, хотя какие изменения тут необходимы в первую очередь, покажут дальнейшие исследования.

В перспективе авторы работы предпримут попытку еще больше увеличить продолжительность жизни дрозофил при помощи комбинаций различных факторов химической и физической природы. В конечном счете цель состоит в том, чтобы превысить так называемый видовой предел продолжительности жизни, то есть заставить дрозофил жить дольше, чем они когда-либо жили.

Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда