09.12.2015 | Наука

Рыбка с коротким сроком жизни поможет в изучении долголетия

Бирюзовые нотобранхи Фурцера (Nothobranchius furzeri), обитающие в дождевых прудах Мозамбика и Зимбабве, живут очень мало.

Фото Frank Vinken for Max Planck Society

Маленькая африканская пресноводная рыбка достигает половой зрелости через 3 недели после выхода из икринки и умирает от старости несколько месяцев спустя.

Исследователи, специализирующиеся на изучении темы старения, не так давно обратили внимание на этих рыбок, хотя аквариумисты активно разводят их ещё с 1970-х годов. Учёные полагают, что эти рыбки помогут выявить генетическую основу короткой жизни, что в дальнейшем поможет в понимании секретов долголетия.

У пожилых нотобранхов, проживших всего-то пару месяцев, уже проявляются первые признаки старения: окраска блёкнет и меняется поведение, у некоторых развиваются опухоли. Это делает их отличной мишенью для экспериментов по продолжительности жизни: те опыты, которые потребуют годы, если проводить их на мышах, и десятилетия, если задействовать приматов, при участии нотобранхов можно провести в течение одного месяца. К тому же, рыбки эти более тесно связаны с человеком, нежели плодовые мушки, нематоды и другие короткоживущие лабораторные организмы, которых биологи часто используют в ходе исследований старения.

"Оказывается, эти рыбы — самые недолговечные позвоночные, которые могут быть выращены в неволе", – рассказывает Дарио Валенцано (Dario Valenzano), генетик из Института биологии старения Макса Планка в Кёльне, один из авторов исследования, опубликованного изданием Cell.

Геном нотобранхов Фурцера содержит несколько ключей, обуславливающих мимолётность их жизни. Валенцано и его коллеги обнаружили, что изменения в генах, участвующих в питании, починке ДНК и старении, были заполучены рыбками в ходе эволюции. Любопытно, что такие же гены были выявлены и у животных-долгожителей.

Один из них, IGF1R, связан с уникальным долголетием гренландских китов, голых землекопов и ночницы Брандта. Учёные установили, что у лабораторных рыбок и у их диких собратьев гены, связанные с IGF1R, немного отличаются. При этом у первых продолжительность жизни примерно в два раза короче, чем у вторых. Подобная разница также была замечена в гене двух линий ("долго" и короткоживущих рыбок), который связан с деменцией у людей.

"Возможно, эти гены регулируют выживание, – предположил Валенцано. – У некоторых видов они ускоряют старение, а у некоторых, напротив, замедляют".

На продолжительность жизни также влияет и способность впадать в анабиоз (диапаузу) — гены, вовлечённые в данный процесс у круглых червей, также влияют на старение.

В ходе другого исследования, возглавленного Кристофом Энглертом (Christoph Englert) и Маттиасом Платцером (Matthias Platzer) из Лейбницкого института по проблемам старения, были найдены пересечения паттернов экспрессии генов в эмбрионах рыбок, а также в мозге взрослых особей, впавших в диапаузу. Результаты данного исследования также были обнародованы в Cell.

Эксперименты в области генетической инженерии необходимы для подтверждения того, что гены действительно определённым образом влияют на старение.

В настоящее время уже ведутся подобные тестирования. Ранее в этом году команда под руководством генетика Энн Брюнэ (Anne Brunet) из Стэнфордского университета использовала технологию редактирования CRISPR-Cas9 для доказательства правильности предположений. Исследователи изменили несколько генов, связанных в организме нотобранхов со старением. В итоге рыбка прожила дольше. Также учёные проводили скрининг некоторых препаратов на нотобранхах, чтобы понять, могут ли какие-то из них удлинить срок жизни или же вызвать замедление дегенерации тканей.

Учёные полагают, что нотобранхи — достаточно перспективные организмы для изучения вопросов старения, и исследователям предстоит проверить работу ещё множества генов у этих существ.

ВестиRu