Rosyjscy biolodzy wraz z zagranicznymi kolegami zbadali genomy mitochondrialne japońskich stulatków i dowiedzieli się, jakie ich cechy wpływają na długie życie nosicieli. Naukowcy doszli do wniosku, że biologicznie oczekiwana długość życia nie jest sztywno ustalona i różni się znacznie w zależności od zestawu genów konkretnego organizmu.
Naukowcy przez długi czas uważali, że wszystkie organizmy wielokomórkowe podlegają starzeniu i śmierci. W XX wieku okazało się, że sytuacja nie jest taka prosta: wiele gatunków wykazuje tzw. Znikome starzenie się. Niektóre gatunki, takie jak pełzający gatunek Turritopsis nutricula, są potencjalnie biologicznie nieśmiertelne. Oczywiście do tej tezy należy podchodzić z ostrożnością, ponieważ aby przekonać się o „nieśmiertelności” organizmu, należy obserwować takie stworzenie przez nieskończoną liczbę lat, czego nauka nie potrafi. Teraz możemy tylko powiedzieć, że naukowcy nie odnotowali zgonów ze starości u przedstawicieli tego gatunku.
Po tym, jak naukowcy odkryli znikome starzenie się nagich kretoszczurów, stało się jasne, że sytuacja starzenia się może być niejednoznaczna również dla ssaków. Potencjalnie wskazuje to, że w przypadku pewnych kombinacji genów długość życia człowieka może różnić się od standardu. Istnieją hipotezy, że śmierć i starzenie się organizmów wielokomórkowych nie są ich pierwotnymi cechami. Wyglądało to tak, jakby organizmy wielokomórkowe nabyły to wszystko w toku ewolucji, ponieważ śmierć starszych osobników pozwoliła gatunkowi na szybsze zmiany w szybko zmieniającym się środowisku.
Autorzy nowej pracy sięgnęli po dane dotyczące Japończyków słynących z długiej wątroby. Badali nosicieli mitochondrialnej haplogrupy D4a, która jest niezwykle liczna wśród Japończyków w wieku powyżej 105 lat. Genom mitochondrialny jest dziedziczony tylko w linii żeńskiej, a konkretnie D4a występuje głównie w Japonii, Tajlandii i Laosie.
Naukowcy skupili się na tym, jak genom mitochondrialny nosicieli tej haplogrupy wpływa na akumulację mutacji w komórkach somatycznych (niepłciowych). Nagromadzenie takich mutacji po podziale komórek jest jednym z głównych czynników starzenia. Częstotliwość takich mutacji jest tym większa, im bardziej bezpośrednie powtórzenia poszczególnych segmentów znajdują się w DNA, dlatego badacze traktują takie powtórzenia jako allele (allel nazywamy różnymi formami tego samego genu), potencjalnie szkodliwe w starszym wieku.
Naukowcy poszukiwali takich alleli w genomie mitochondrialnym nosicieli haplogrupy D4a. Naukowcy odkryli, że typowe powtórzenia naprzód tych alleli - najdłuższe powtórzenia w genomie mitochondrialnym - to przerywane „przerwy”. Są to mutacje w postaci genów, których wygląd zmienia się w wyniku przypadkowych procesów. Te geny nie są powtarzane z jednej wspólnej bezpośredniej powtórki do drugiej.
Na tej podstawie naukowcy wyciągają wniosek, że takie pęknięcia DNA przynajmniej częściowo wyjaśniają niezwykłą długowieczność wśród Japończyków - nosicieli haplogrupy D4a. Jednocześnie autorzy nie mogli znaleźć żadnych oznak, że taka cecha mitochondrialnego DNA w jakiś sposób pomaga jego nosicielom w przenoszeniu genów w ramach selekcji. Kiedy próbowali znaleźć u 700 gatunków ssaków podobny związek między małą liczbą bezpośrednich wspólnych powtórzeń w mitochondrialnym DNA a sukcesem w doborze płciowym, również nie znaleźli takiego związku.
Najwyraźniej ta cecha objawia się dopiero w tak podeszłym wieku, że reprodukcja prawie się nie odbywa (nie dotyczy całkowicie kobiet z powodu menopauzy i jest mało prawdopodobna dla mężczyzn ze względu na wiek i status rozrodczy ich partnerów seksualnych). Jeśli szanse na reprodukcję z określonej cechy DNA nie wzrosną, to taka cecha genomu nie podlega żadnej pozytywnej selekcji.
Film promocyjny:
Jednak ta cecha nie przeszkadza jej nosicielom w przechodzeniu przez dobór naturalny, czyli rozmnażanie się lub rozkwit w młodym i średnim wieku. Brak „minusów” w tej cechy mitochondrialnego DNA czyni ją cechą pozytywną. Naukowcy zauważają, że znalezienie takiej neutralnej pod względem selekcji cechy, która promuje zdrowe i długotrwałe starzenie się, jest ważne zarówno dla rozwoju przyszłych leków gerontologicznych, jak i dla lepszego zrozumienia procesów ewolucyjnych, które doprowadziły do starzenia.