Эволюция подарила млекопитающим неожиданный бонус: одни и те же гены, отвечающие за иммунитет, могут влиять на размер мозга и продолжительность жизни. Исследование, опубликованное в Scientific Reports, раскрывает связь между дупликацией генов, когнитивными способностями и долголетием — от землероек до китов и людей.
Как гены определяют срок жизни
Максимальная продолжительность жизни — это теоретический предел, которого может достичь особь, если избежит хищников, болезней и других внешних угроз. У млекопитающих этот показатель варьируется от 1 года у обыкновенной бурозубки до 200 лет у гренландского кита. Люди, согласно исследованиям, способны доживать до 122 лет, а теоретический предел для нашего вида оценивается в 150 лет.
«Гены долголетия работают не изолированно, а в сложных сетях. Иммунная система — один из ключевых игроков в этой сети».
Пример слонов демонстрирует, как дупликация генов продлевает жизнь. У этих гигантов 19 дополнительных копий гена p53, подавляющего опухоли. Это компенсирует высокий риск рака из-за огромного количества клеток в их организме.
Роль дупликации генов
Ученые из Национального университета Мексики и Университета Бата проанализировали 4 100 семейств генов у 46 видов млекопитающих, включая человека. Они сосредоточились на дуплицированных генах — тех, которые копировались в ходе эволюции и приобретали новые функции.
- Гены репарации ДНК — предотвращают накопление мутаций, ведущих к старению.
- Иммунные гены (например, интерлейкин-6) — борются с инфекциями и раковыми клетками.
- Гены развития мозга — связаны с увеличением объема нервной ткани.
Оказалось, что у долгоживущих видов эти гены представлены большим числом копий. Например, у человека и китов иммунные гены дуплицированы многократно, что может объяснять их долголетие.
Связь иммунитета и мозга
Иммунная система не просто защищает организм — она влияет на развитие мозга. Гены, кодирующие воспалительные белки, участвуют в:
- Удалении поврежденных нейронов.
- Создании новых нейронных связей.
- Поддержании гематоэнцефалического барьера.
Исследование выявило, что у видов с крупным мозгом (приматы, китообразные) те же иммунные гены активнее дуплицированы. Это подтверждает гипотезу о том, что эволюция интеллекта и долголетия шла рука об руку.
Перспективы для медицины
Открытие может привести к прорывам в борьбе со старением. Ученые предлагают:
- Тестировать гены долголетия на мышах, встраивая их в ДНК.
- Разрабатывать терапию на основе интерлейкина-6 и других иммунных белков.
- Создавать персонализированные прогнозы продолжительности жизни по геному.
«Если мы поймем, как эти гены работают, мы сможем замедлить старение», — говорит Мария Чикина, биоинформатик из Университета Питтсбурга.