Учёные расшифровали генетический секрет долголетия летучих мышей

Учёный Хуан Мануэль Васкес начал изучать геномы летучих мышей, когда работал постдоком в Беркли с 2020 года. Вместе со студентами он путешествовал по западу США, устанавливая сетки над ручьями, прудами и реками по ночам, чтобы поймать летучих мышей, собрать образцы тканей для секвенирования ДНК и затем отпустить животных.

Рекордсмены долголетия среди летучих мышей

Фокус исследования был направлен на род Myotis, виды которого отличаются исключительно длительной продолжительностью жизни. Один из примеров — ночница Брандта (Myotis brandtii), помеченная в Европе и повторно поймана 50 лет спустя. Для сравнения: чёрная ночница (Myotis nigricans) из Центральной и Южной Америки живёт всего около семи лет. Васкес сравнивает эту разницу с гипотетической ситуацией, когда наш близкий родственник неандерталец жил бы в девять раз дольше современного человека.

Иммунная система на высокой боевой готовности

Анализ восьми геномов Myotis выявил сильную связь между продолжительностью жизни и функцией иммунной системы. Долгоживущие виды обладали повышенным уровнем генов, связанных с борьбой против рака. Учёные также обнаружили существенное перекрытие между генами, связанными со старением, и генами, участвующими в защите от болезней. Это предполагает, что изучение одного процесса может помочь объяснить другой.

Иммунная система летучих мышей работает на необычно высоком уровне, помогая им контролировать вредное воспаление, одновременно живя с персистентными вирусными инфекциями без признаков болезни. Исследователи предположили, что мощная иммунная система летучих мышей может быть связана с их интенсивной физической активностью — ночные полёты во время охоты на насекомых сравнимы с бегом нескольких ультамарафонов каждый день.

Неожиданная стратегия борьбы с повреждениями

Васкес выращивал клетки, собранные из биопсий крыльев летучих мышей (в настоящее время у него есть культуры клеток от 259 особей, представляющих 32 вида). Затем он подвергал культивируемые клетки воздействию токсичных химических веществ, чтобы увидеть, как они реагируют на тяжёлые повреждения.

Самая долгоживущая летучая мышь в его выборке — ночница бурая (Myotis lucifugus) — реагировала неожиданным образом. Вместо того чтобы активировать гены, производящие белки восстановления ДНК, клетки увеличивали активность генов, способствующих гибели клеток. Другими словами, при воздействии летальной дозы химического вещества клетки долгоживущей летучей мыши принимали решение: «Я не могу спасти этот корабль» — и немедленно переходили к приоритету уничтожения повреждённых клеток. Аналогичную стратегию использует слон, ещё один устойчивый к раку долгоживущий вид.

Гены долголетия и вирусные взаимодействия

Новый геномный анализ выявил интригующую связь: когда Васкес идентифицировал ген, связанный с продолжительностью жизни летучих мышей, его коллега Элиз Лаутербур (тогда в Университете Аризоны) часто обнаруживала тот же ген как участвующий во взаимодействиях летучих мышей с вирусами. Перекрытие оказалось намного больше, чем можно было бы ожидать случайно.

Исследователи также обнаружили, что ночницы Myotis обладают необычно большим количеством генов, производящих белки, взаимодействующие с ДНК-вирусами, такими как вирусы герпеса. Эти белки могут либо способствовать вирусной инфекции, либо защищать животное — например, увеличивая производство интерферона, антивирусного сигнального белка, помогающего координировать иммунную защиту.

Отличие от человека

Люди и другие приматы демонстрируют иной паттерн: они имеют больше генов, производящих белки, взаимодействующие с РНК-вирусами, включая вирусы типа COVID и ВИЧ, в сравнении с ДНК-вирусами. Это контрастирует с летучими мышами, у которых ДНК-взаимодействующие белки были сильно обогащены в результате естественного отбора.

Перспективы для здоровья человека

Питер Судмант, доцент интегративной биологии Беркли, изучающий генетику старения и продолжительности жизни, отметил, что понимание стратегий, которые летучие мыши развили для предотвращения повреждённых клеток, может предоставить ценные подсказки о долголетии. Васкес добавил, что если посмотреть на долгоживущие виды, такие как слоны, киты и летучие мыши, можно найти способы, которыми природа уже разрешила многие проблемы здоровья человека.

Это данные исследования, а не медицинский совет.