Хоча голі землекопи й не вирізняються вишуканою зовнішністю, їхній внесок у науку про довголіття безцінний. Ці незвичайні гризуни, здатні жити майже чотири десятиліття, зберігаючи при цьому відмінне здоров’я, здавна є об’єктом пильної уваги вчених. Вони є справжніми рекордсменами серед гризунів за тривалістю життя, а їхня стійкість до раку та вікових недуг просто дивує. Тепер дослідники розкрили одну з фундаментальних причин їхньої біологічної стійкості: унікальний механізм відновлення ДНК, який може стати справжнім скарбом для людства.
Вчені з Університету Тунцзі в Шанхаї, одного з провідних наукових центрів Китаю, поглибили наше розуміння причин неймовірної довговічності цих цікавих створінь (Heterocephalus glaber). Вони виявили, що зміни у чотирьох амінокислотних залишках надають голим землекопам своєрідний генетичний інструментарій, що дозволяє їм ефективно відновлювати ДНК по всьому організму та запобігати загибелі клітин, відомої як старіння.
Раніше науковці вже знали, що фермент cGAS (циклічна гуанозинмонофосфат-аденозинмонофосфат синтаза), який є датчиком ДНК, відіграє роль у цьому всесистемному ремонті, латаючи дволанцюгові розриви ДНК та стабілізуючи геном. Проте, як саме це відбувається, залишалося загадкою донедавна. Завдяки порівняльному молекулярному аналізу з людським ферментом cGAS, який, на відміну від землекопів, фактично пригнічує відновлення ДНК, вчені з’ясували, що фермент голої землекопа має чотири специфічні зміни. Саме ці модифікації надають йому виняткової здатності ефективно виконувати відновлювальні роботи, що суттєво подовжує їхнє життя та захищає від хвороб.
Від клітини до організму: докази ефективності
Коли фермент cGAS від голої землекопа був введений у людські та мишачі клітини в лабораторних умовах, дослідники спостерігали значне поліпшення здатності клітин до відновлення ДНК. Це, своєю чергою, призвело до зменшення молекулярних ознак старіння. Більш того, коли генетично модифіковані плодові мушки почали виробляти cGAS голої землекопа, тривалість життя цих комах зросла приблизно на 10 днів. На перший погляд, це може здатися незначним, але враховуючи, що мушки живуть лише близько 40 днів, це становить відчутне збільшення їхнього життєвого циклу.
Подібні результати були отримані і з живими мишами. Гризуни, яким вводили фермент cGAS голої землекопа, виявилися менш кволими, мали менше сивого хутра та їхні органи довше залишалися здоровими порівняно з тваринами контрольної групи. «Ця зміна надає cGAS голої землекопа більшу здатність стабілізувати геном, протидіяти старінню клітин та органів, а також сприяти подовженню життя та збереженню здоров’я», — зазначили автори дослідження.
Перспективи для людства
Наступне питання, яке постає перед науковцями, полягає в тому, чи можливо застосувати це відкриття для подовження нашого власного життя та збереження здоров’я. З огляду на біологічні подібності між людьми та голими землекопами, вчені вірять, що це можливо. Потенційно, це може надати нам можливість захистити власний геном від ушкоджень, вимкнувши здатність нашого cGAS пригнічувати процес відновлення. Проте, визнають дослідники, до практичного застосування ще далеко. Крім того, ці висновки розглядають відновлення ДНК як окремий показник старіння, не беручи до уваги інші чинники, такі як запалення, що сприяє розвитку хвороб та інших вікових проблем зі здоров’ям.
«Датчик ДНК циклічна гуанозинмонофосфат-аденозинмонофосфат синтаза (cGAS) бере участь у регуляції відновлення дволанцюгових розривів ДНК шляхом пригнічення шляху гомологічної рекомбінації (HR), тим самим сприяючи геномній нестабільності», — пояснили дослідники. «Наша робота показує, що негативна регуляторна функція cGAS у HR-відновленні змінюється на протилежну у найдовгоживучого гризуна, голої землекопа, завдяки зміні чотирьох специфічних амінокислотних залишків. Ця модифікація наділяє cGAS голої землекопа більшою спроможністю стабілізувати геном, протидіяти клітинному старінню та старінню органів, а також сприяти подовженню життя та збереженню його тривалості».
Вчені давно захоплюються вражаючими здібностями цих африканських гризунів, які все життя проводять у великих підземних колоніях. Попередні дослідження вже натякали на причини їхньої тривалої моложавості, зокрема на їхній імунітет до старіння клітин. Дослідники продовжують активно шукати способи запозичити ці «анти-вікові суперсили» у голих землекопів, щоб використати їх на благо людства.
Це важливе дослідження було опубліковане в авторитетному науковому журналі Science.
