Sutemizuvchilarda kattaroq tana hajmi odatda uzoqroq umr ko'rishni anglatadi, sichqonlarda bir necha yildan ba'zi kitlarda deyarli 200 yilgacha. Biroq, alohida turlarga qaraganda, buning aksi ko'pincha to'g'ri - kichikroq shaxslar yoshroqlaridan ko'proq umr ko'rishadi. Bu, ayniqsa, itlarda yaqqol ko'rinadi. It ixlosmandlari va egalari bu istisnodan uzoq vaqtdan beri xabardor: yirikroq it zotlari kichikroqlariga qaraganda tezroq o'sadi va erta nobud bo'ladi. Shuning uchun olimlar itlar va odamlarning umrini qisqartirishi mumkin bo'lgan bu "it yillari" ning sabablarini tadqiq qilish va tushunish uchun intensiv ish olib bormoqdalar.
“Itlar qarishni tushunish uchun ajoyib modelni taklif qiladi, chunki ular bitta tur ichida umr ko'rish davomiyligida keskin farqlarni namoyon etadi”, dedi tadqiqotning yetakchi muallifi, Arizona shtati universitetining Hayot fanlari maktabi va Evolyutsiya va tibbiyot markazi professori Noah Snyder-Mackler. Katta itlar nafaqat erta o'lishadi, balki yoshga bog'liq ko'plab kasalliklarga ko'proq moyil bo'lishadi. Olimlar itlarning qarishi haqida bilib olishlari mumkin bo'lgan narsalar ham inson qarishi haqida muhim tushunchalarni berishi mumkin. “Ular hamroh hayvonlar bo'lgani uchun, ular inson salomatligi uchun bevosita ahamiyatga ega bo'lgan kuchli model ham bo'lishi mumkin. Ular bilan yashash biz tajriba va muhitni baham ko'rishimizni anglatadi va uy hayvonlarimizga bo'lgan sevgimiz ularga oziq-ovqat, jismoniy mashqlar va umrbod tibbiy yordam ko'rsatishni anglatadi - bu biz qisqa umr ko'radigan hamroh hayvonlarimizdan ko'plab tushunchalarni odamlarga qo'llashimiz mumkinligini anglatadi”, dedi Snyder-Mackler.
Arizona shtati universiteti tadqiqotchilari tomonidan olib borilgan yangi tadqiqot yirik itlarning umri qisqarishining birinchi ishonchli molekulyar izohini taqdim etadi: Javob qarish jarayonlari itlarning DNKsini qanday o'zgartirishida bo'lishi mumkin. Science jurnalida chop etilgan tadqiqotda DNK metillanishining genom bo'ylab naqshlarini xaritalash uchun Itlarning qarishi loyihasidagi 864 itning ma'lumotlaridan foydalanilgan. DNK metillanishi epigenomning bir qismi bo'lib, individual genlarning DNK ketma-ketligini o'zgartirmasdan genlarning qanchalik faollashishi yoki faolsizlanishiga ta'sir qiladi. Epigenom shuningdek, ovqatlanish va stress kabi atrof-muhit omillariga ham javob beradi. Eng muhimi, DNK metillanishi qarish jarayonlari va DNKni boshqarish uchun belgilangan kimyoviy markerdir.
Ularning topilmalari shuni ko'rsatadiki, qarish vaqt o'tishi bilan, ayniqsa "sakrash genlari" yoki transpozlanadigan elementlar deb nomlanuvchi genom mintaqalarida ushbu tartibga soluvchi belgilarning keng yo'qolishi bilan birga keladi. Ushbu sakrash genlarining bir klassi, LINE1 genlari deb ataladi, biologik qarish jarayonidagi farqlarning asosiy omili bo'lib chiqdi. LINE1 oqsillari o'zlarini genom bo'ylab nusxalashi va joylashtirishi, xromosomadan xromosomaga sakrashi va bu jarayonda DNKga zarar etkazishi mumkin. Odatda, ularning faolligi DNK metillanishi bilan tartibga solinadi, ammo bu tartibga soluvchi belgilar yo'qolganda kuchayishi mumkin - bu jarayon genomik beqarorlik, saraton va boshqa yoshga bog'liq kasalliklar bilan bog'liq. "Biz transpozlanadigan elementlarning, ayniqsa LINE1larning epigenetik tartibga solinishi turli itlarning qanchalik tez qarishiga ta'sir qiluvchi muhim omil bo'lib tuyuladi", dedi Snyder-Mackler.
Tadqiqot shuni ko'rsatdiki, genomdagi LINE1 bilan bog'liq mintaqalarning 40 foizdan ortig'i yoshga qarab metillanishni yo'qotadi, bu ularni transpozlanadigan elementlarning eng ko'p ta'sirlangan sinfiga aylantiradi. Bu yo'qotish itlarda teng taqsimlanmagan: u yirik zotlarda ancha tezroq rivojlanadi. O'rtacha hisobda, yirik it zotlari kichik zotlarga qaraganda yiliga taxminan 35 foiz ko'proq LINE1 metillanishni yo'qotgan. "Bu biz hozirgacha ko'rgan eng aniq molekulyar imzolardan biri va bu itlarning kattaligi va umr ko'rish davomiyligi o'rtasidagi ma'lum bog'liqlikka mos keladi", dedi hammuallif, shuningdek, Arizona shtati universitetining Hayot fanlari maktabi va Evolyutsiya va tibbiyot markazi tadqiqotchisi Blez Mariner. "Bu shuni ko'rsatadiki, katta itlarda tezroq qarish hech bo'lmaganda qisman ushbu "sakrash genlari" ustidan nazoratning kamayishi bilan bog'liq bo'lishi mumkin."
Tadqiqot shuningdek, urg'ochi itlar (ikkita X xromosomali) va erkak itlar (bitta XY xromosomali) o'rtasida hayratlanarli farqlarni aniqladi. Unda X xromosomasidagi LINE1 elementlari erkaklarda urg'ochilarga qaraganda ko'proq metillanadi. Bu shuni ko'rsatadiki, urg'ochilarda bu elementlarning faolligi yuqori bo'lishi mumkin, bu esa jinsga xos qarish jarayonlariga ta'sir qilishi mumkin. "Bu kutilmagan topilma edi", dedi ASU Hayot fanlari maktabining Evolyutsiya va tibbiyot markazida doktorlik dissertatsiyasi davomida ushbu ishni boshqargan Briana Makkoy. "Bu X xromosomasi qanday tartibga solinishi haqidagi ba'zi taxminlarimizga shubha tug'diradi va epigenetik qarishning murakkabligini ta'kidlaydi."
Aniq topilmalardan tashqari, tadqiqot epigenetikaning sog'liq va uzoq umr ko'rish uchun muhimligini ta'kidlaydi. Genetik ketma-ketliklar deyarli o'zgarishsiz qolsa-da, epigenetik belgilar vaqt o'tishi bilan va atrof-muhit ta'siriga javoban o'zgarib, qarish biologiyasi haqida qimmatli ma'lumotlarni taqdim etadi. Tadqiqot o'zining ko'lami bilan ham diqqatga sazovor bo'lib, o'z turidagi eng yiriklaridan biri hisoblanadi. 864 ta it DNK genomini tahlil qilish uchun katta va xilma-xil itlar kohortasida 3 milliondan ortiq metilatsiya joylarini xaritalash va ketma-ketlikni aniqlash kerak bo'ldi. Faqatgina ushbu ulkan ish orqali jamoa kichikroq ma'lumotlar to'plamlarida ko'rinmas bo'lib qoladigan naqshlarni aniqlay oldi. "Itlarning qarishi loyihasi kabi keng ko'lamli hamkorlik loyihalari bunday tushunchalarga ega bo'lish uchun juda muhimdir", dedi Snyder-Mackler. "Ular bizga molekulyar o'zgarishlarni sog'liq va umr ko'rish davomiyligidagi real dunyodagi farqlar bilan bog'lash imkonini beradi."
Oxir-oqibat, topilmalar nafaqat itlar uchun, balki ularning inson hamrohlari uchun ham oqibatlarga olib kelishi mumkin. “Bizning ishimiz shuni ko'rsatadiki, transpozlanadigan elementlar sutemizuvchilarda qarish jarayonining asosiy tarkibiy qismi bo'lishi mumkin”, dedi Snyder-Mackler. “Agar shunday bo'lsa, bu elementlarni yoki ularni tartibga soluvchi mexanizmlarni nishonga olish odamlarda sog'lom umr ko'rishni uzaytirishga qaratilgan kelajakdagi terapiyalar uchun istiqbolli yondashuv bo'lishi mumkin.” LINE1 faolligi qarishning sababi yoki oqibati ekanligini aniqlash uchun ko'proq tadqiqotlar talab etilsa-da, tadqiqot ushbu genomik mintaqalardagi epigenetik o'zgarishlar biologik qarishning o'ziga xos belgisi va uning o'zgaruvchanligining potentsial omili ekanligiga kuchli dalillarni taqdim etadi. Olimlar qarishning molekulyar mexanizmlarini ochishda davom etar ekan, bir narsa tobora aniqroq bo'lib bormoqda: uzoqroq va sog'lom hayotning sirlari nafaqat bizning genlarimizda, balki ularning vaqt o'tishi bilan qanday tartibga solinishida ham bo'lishi mumkin.
Asl nashr:
https://www.science.org/doi/10.1126/science.aeb2986
