Caenorhabditis elegans – маленький, около 1 мм в длину, круглый червь (нематода), которому человечество многим обязано. Это существо в зависимости от пола состоит из 959 либо из 1031 клетки. Оно устроено довольно просто и в силу этого является очень удобным объектом для изучения основ многих биологических процессов. Клетки нематоды были тщательно описаны ещё в 70-е годы XX века.
Нервная система C.elegans включает всего 302 нейрона, и в 1986 г. нейробиологи сумели составить его полный коннектом – описание всех синаптических связей между всеми его нейронами.
Синаптическая (не путать с синоптической) связь – это связь с помощью синапсов, места прямого контакта между нейронами или получающей сигнал клеткой. Коннектом – не исчерпывающее описание любой нервной системы. Нужно учитывать, что прямые связи между нейронами не исчерпываются синаптическими. Бывает, что два нейрона между собой напрямую, вроде бы, не связаны, но исследователи фиксируют взаимодействие. Это происходит потому, что нейрон выделяет особое вещество, трасмиттер, просто в межклеточное пространство и прекрасно действует на соседа. Но в коннектоме эта связь никак не учитывается. Исследования C.elegans помогли получить представление, чего при изучении более сложных существ от коннектома можно ждать, а чего от коннектома ждать не следует.
В 1998 г. C.elegans стал первым многоклеточным организмом, чей геном был полностью секвенирован. Ну как полностью. Данные по первой публикации получились приблизительными и продолжают уточняться, геном составляют приблизительно 100 миллионов пар оснований и содержит приблизительно 20 000 генов. Неудивительно, что случаются ошибки, которые потом приходится отлавливать. Так, в версии опубликованной в мае 2006 года, в последовательность были добавлены более 300 пар оснований.
Наконец, C.elegans любимый объект для изучения процессов старения и возможностей продления жизни. Срок жизни червя невелик, всего две-три недели, и это очень удобно, если надо экспериментировать с его продолжительностью, фиксировать результаты, набирать статистику и всё это желательно при жизни одного поколения исследователей.
В марте 2019 г. в журнале Evolution Letters была опубликована работа, авторам которой удалось увеличить продолжительность жизни нематод в два с лишним раза, работая с геном DAF-2, уменьшая его экспрессию. Как выяснилось, высокая экспрессия этого гена полезна в раннем возрасте, когда организм растёт и размножается, но потом, когда этот вопрос перестаёт быть актуальным, начинает создавать проблемы. Если её вовремя «прикрутить», организм протянет гораздо дольше. Также к увеличению продолжительности жизни, хоть и не такому значительному, вело подавление активности другого гена, отвечающего за производство сигнального белка RSKS-1.
В том же 2019 г. другая группа исследователей, используя информацию, полученную от генетиков, добилась увеличения продолжительности жизни нематод на 30% чисто медикаментозным способом, не вмешиваясь в геном. Результат куда более скромный, но зато метод гораздо ближе к тому, который в обозримом будущем можно будет применить и для человека.
Но и генетики не дремали, решив воздействовать на два гена одновременно. Эффект превзошёл все ожидания. Он не сводился к простой сумме результатов от воздействия на каждый ген по отдельности. Продолжительность жизни C.elegans возросла в шесть раз, что указывает - старение является результатом действия не одного определенного гена или белка, но возникает в их сложном взаимодействии.
Генетический механизм, в который вмешивались исследователи, очень консервативен и является общим для самых разных видов живых существ. В том числе, он свойственен человеку. Но сейчас в большинстве стран действует мораторий на эксперименты с человеческим геномом.
Использованы фото из открытых источников.