Długość życia ssaków jest odwrotnie skorelowana z szybkością mutacji w DNA. Naukowcy twierdzą, że odkryli zaskakujący wzorzec

Im bardziej długowieczny gatunek ssaka, tym roczne tempo mutacji somatycznych jest wolniejsze. Pod koniec życia wszystkie ssaki, nie wyłączając człowieka, gromadzą około 3200 mutacji. I to niezależnie od rozmiaru ciała oraz "bez względu na to, czy starość zaczyna się w wieku siedmiu miesięcy czy 70 lat".

Więcej na temat genetyki przeczytasz na głównej stronie Gazeta.pl.

Psie DNA mutuje pięć razy szybciej niż ludzkie. To tylko jeden z wzorów, który odkryli naukowcy z Wellcome Sanger Institute (Wielka Brytania) po zsekwencjonowaniu genomów 208 pojedynczych krypt jelitowych (to niewielkie wgłębienia na powierzchni kosmków jelitowych), pobranych od 56 osobników reprezentujących 16 gatunków ssaków. Wśród badanych zwierząt były koty, psy, fretki, żyrafa, koń, krowa, morświn, lew, myszy, kretoszczur, królik, szczur, lemur, małpa, tygrys. Przyjrzano się też DNA człowieka.

W DNA ludzi i zwierząt naukowcy poszukiwali śladów mutacji somatycznych. Są to zmiany genetyczne w komórkach ciała gromadzące się przez całe życie. Mutacje oznaczają zmianę w obrębie genu, której skutkiem jest powstanie nieprawidłowego białka. To właśnie takie mutacje odpowiadają za raka, a także - jak przekonują badacze - przyczyniają się do starzenia się organizmu.

Najnowsze badania nad zmianami w DNA prowadzone w Sanger Institute, przyniosły fascynujące odkrycie. Okazało się, że długość życia wszystkich ssaków, w tym także ludzi, jest odwrotnie skorelowana z szybkością mutacji ich kodu genetycznego.

3200 mutacji DNA

Bez względu na to, jak jesteśmy długowieczni, my i wszystkie ssaki, mamy taką samą liczbę mutacji na starość. Różnica polega tylko na tym, że u ssaków żyjących krócej, jak choćby u myszy, mutacje pojawiają się znacznie szybciej. I tak u człowieka rocznie dochodzi do około 47 mutacji, żyrafie przybywa co roku 99 zmian w genach, lwom - 160, a psom - 249. Dla porównania, żyjącej krótko myszy przybywa co roku około 800 mutacji. Zatem im bardziej długowieczne zwierzę, tym niższa liczba mutacji gromadzonych w jednym roku. Ale na koniec suma pozostaje taka sama.

Naukowcy dowodzą, że wszystkie ssaki gromadzą w ciągu całego życia tę samą liczbę mutacji, która wynosi 3200. Naukowcy przyznają jednak, że nie bardzo wiedzą, co to właściwie znaczy.

Próbują to wyjaśniać na kilka sposobów. Być może chodzi o to, że gdy komórka "zdobędzie" jakąś krytyczną liczbę mutacji, po prostu obumiera. Inna hipoteza mówi, że zmutowane komórki "opanowują" jakąś tkankę, na przykład serce i zaburzają jego działanie, co przyspiesza starość i prowadzi do śmierci. Ale to nie wyczerpuje całego zagadnienia. Istnieje jeszcze kilka innych czynników odpowiedzialnych za starość, takich jak zmiany epigenetyczne (zmiany w ekspresji genów) oraz skrócenie telomerów, czyli fragmentów usadowionych na końcu chromosomu, który ma zapobiegać błędom przy kopiowaniu.

Jeśli jednak także mutacje somatyczne biorą udział w procesie starzenia się, to istnieje nadzieja, że można spowolnić ten proces wpływając w odpowiedni sposób na geny, na przykład naprawiając je.

Zobacz wideo Usunięcie raka płuca - już nie trzeba okaleczać

Dlaczego słonie rzadko umierają na raka?

Im więcej komórek w ciele i im dłuższe życie, tym większe ryzyko, że jedna z komórek zrakowacieje. Idąc tym tropem należałoby się spodziewać, że wielkie i długowieczne zwierzęta, takie jak słonie czy wieloryby, powinny masowo umierać na raka. A jednak tak się nie dzieje. To zjawisko nosi nazwę "paradoksu Peto" (od nazwiska epidemiologa Richarda Peto z Uniwersytetu Oksfordzkiego w Wielkiej Brytanii).

Jedno z wyjaśnień mówi, że to właśnie wolniejsze tempo mutacji ratuje długowieczne zwierzęta przed rakiem. Przy czym, dodają naukowcy, rozmiar ciała wydaje się nie mieć tutaj znaczenia. Okazuje się bowiem, że więcej komórek ciała nie oznacza automatycznie więcej mutacji i większe ryzyko raka. Musi istnieć coś jeszcze, jakiś inny mechanizm tłumienia raka, co widzimy w przypadku słoni. Te zwierzęta w swoim genomie mają aż 20 kopii genu zwanego p53 (TP53 ), podczas gdy ludzie i inne ssaki mają tylko jedną. To gen, który zaczyna działać, gdy w komórce dochodzi do uszkodzenia DNA, wytwarzając kopie związanego z nim białka p53 i naprawiając uszkodzenie lub zabijając komórkę.

Podobna liczba zgromadzonych pod koniec życia mutacji somatycznych w świecie ssaków oznacza ponadto, że na starość dopadają je te same choroby.

- Zmiany genetyczne zidentyfikowane w tym badaniu sugerują, że choroby na starość będą podobne u wielu ssaków, niezależnie od tego, czy zaczyna się ona w wieku siedmiu miesięcy, czy 70 lat - mówią eksperci. Widać to na przykład w ogrodach zoologicznych, gdzie zwierzęta żyją zwykle dłużej niż na wolności. W większości przypadków cierpią podobnie jak starsi ludzie.

Wyniki badań opublikowało czasopismo "Nature".

Źródła: BBC News, Nature, Nature

Więcej o: