Duże psy zwykle żyją wyraźnie krócej niż ich drobni krewniacy, a nowe badania wskazują, że rozwiązanie tej zagadki może kryć się głęboko w DNA. Naukowcy z Arizona State University wykazali, że u dużych zwierząt szybciej zanika chemiczna kontrola nad fragmentami genomu nazywanymi potocznie „skaczącymi genami”, a to przyspiesza molekularne starzenie. Wyniki opublikowano w prestiżowym czasopiśmie „Science”.
WIDEO…
Dlaczego duże psy starzeją się szybciej niż inne duże gatunki?
W świecie ssaków obowiązuje zwykle prosta reguła: większe gatunki żyją dłużej. Myszy dożywają zaledwie kilku lat, a niektóre wieloryby – niemal dwustu. U psów jest jednak odwrotnie, co od dawna intrygowało nie tylko ich miłośników, ale także naukowców. Zespół z Arizona State University postanowił sprawdzić, jakie procesy molekularne odpowiadają za tę zależność i czy ich ślady da się dostrzec w zapisie genetycznym.
Badacze wykorzystali dane 894 psów, na podstawie których przygotowali 1640 profili metylacji. Metylacja to proces chemicznego znakowania DNA, który uczestniczy w regulacji działania genów. Jej wzorce zmieniają się wraz z wiekiem, dlatego pozwalają tworzyć tak zwane zegary epigenetyczne, czyli narzędzia służące do szacowania wieku biologicznego organizmu.
Opracowany przez naukowców zegar wykazał, że większe psy wykazują oznaki szybszego starzenia molekularnego. Dodatkowo różnice dostrzeżono też między płciami, ponieważ u samców proces ten przebiegał szybciej niż u samic. Co istotne, zwierzęta, których wiek biologiczny przewyższał metrykalny, obarczone były wyższym ryzykiem śmierci.
Transpozony LINE1 odpowiedzialne za choroby związane z wiekiem
Szczególnie wyraźne różnice między dużymi i małymi psami dotyczyły transpozonów, potocznie zwanych „skaczącymi genami”. To fragmenty DNA, które potrafią przemieszczać się w genomie lub umieszczać swoje kopie w innych jego miejscach, czasem wyrządzając szkody. Jedną z ich rodzin jest LINE1. Są one kluczowym składnikiem genomów ssaków – szacuje się, że kopie i pozostałości LINE-1 stanowią około 17–20% całego ludzkiego DNA.
W młodych i zdrowych komórkach aktywność LINE-1 jest silnie wyciszana przez mechanizmy obronne organizmu, m.in. metylację DNA. Jednak z wiekiem kontrola słabnie, a „skaczące geny” wzmagają swoje działanie. Wiąże się to z uszkodzeniami DNA, nowotworami i innymi chorobami związanymi z wiekiem. Naukowcy ustalili, że u większych psów utrata znaczników metylacji w obszarach powiązanych z transpozonami LINE1 była wyraźnie silniejsza, a u tak zwanych ras olbrzymich postępowała w skali roku o 35 procent szybciej niż u małych.
Starzenie psów może pomóc zrozumieć starzenie ludzi
Autorzy podkreślają, że ich wnioski mogą okazać się cenne również w badaniach nad starzeniem człowieka. Psy dzielą bowiem z właścicielami środowisko życia i są narażone na podobne czynniki zewnętrzne. Jednocześnie żyją znacznie krócej, co ułatwia zauważenie i badanie zmian zachodzących z wiekiem.
Zdaniem badaczy wyniki podkreślają znaczenie epigenetyki w kształtowaniu zdrowia i długowieczności. Sugerują, że transpozony mogą stanowić kluczowy element procesu starzenia u ssaków. Może to otworzyć drogę do opracowania przyszłych terapii wydłużających życie w dobrym zdrowiu, zarówno psów, jak i ludzi.
Źródło: Science
