Лемуры, впадающие в спячку, могут обратить вспять старение на клеточном уровне 

Мы все знакомы с внешними признаками старения. Но многие возрастные изменения начинаются в наших клетках, даже в нашей ДНК, которая может изнашиваться и рваться с течением времени, когда мы становимся старше. Некоторые существа придумали способ обратить этот процесс вспять, по крайней мере временно.

Ученые внимательно рассмотрели толстохвостого карликового лемура с Мадагаскара. Этот примат размером с хомяка может повернуть вспять часы клеточного старения и на мгновение бросить вызов времени во время своего ежегодного сезона спячки, согласно новому исследованию, проведенному группой ученых из Университета Дьюка и Калифорнийского университета в Сан-Франциско. Результаты нового исследования были опубликованы в журнале Biology Letters.

Это благодаря крошечным колпачкам на концах их хромосом, называемым теломерами. Они работают как пластиковые наконечники на концах шнурков, которые не дают им распускаться.

Каждый раз, когда клетка делится, небольшие участки ее теломер теряются, поэтому с возрастом теломеры становятся короче.

Такие вещи, как хронический стресс, малоподвижный образ жизни и недостаток сна, могут заставить их истощаться еще быстрее. В конце концов, теломеры становятся настолько короткими, что больше не обеспечивают защиту, и клетки теряют способность функционировать.

Однако, согласно исследованию Biology Letters, у карликовых лемуров есть способность не допускать укорачивания своих теломер и даже удлинять их, эффективно омолаживая свои клетки, по крайней мере на некоторое время.

Все это происходит во время спячки, говорит ведущий автор исследования Марина Бланко. Когда в дикой природе наступает зима, карликовые лемуры скрываются в дуплах деревьев или подземных норах, где они проводят до семи месяцев в году в состоянии анабиоза.

Это тактика выживания, позволяющая пережить времена, когда еды не хватает.

В этот период замедления метаболизма частота их сердечных сокращений снижается с примерно 200 ударов в минуту до менее восьми, они становятся прохладными на ощупь и вдыхают воздух только каждые 10 минут или около того.

Впадающие в спячку карликовые лемуры могут находиться в этом холодном состоянии ожидания около недели, прежде чем им придется ненадолго согреться, и по иронии судьбы, именно в это время они наверстывают упущенное. Затем они снова впадают в оцепенение, ожидая возвращения сезона изобилия.

В ходе исследования ученые наблюдали за 15 карликовыми лемурами в Центре изучения лемуров Дьюка до, во время и после спячки, беря мазки со щек, чтобы отследить, как со временем менялись их теломеры.

Чтобы помочь им впасть в спячку, исследователи постепенно понижали температуру термостата с 25 до 50 градусов по Фаренгейту, чтобы имитировать зимние условия в естественной среде обитания лемуров, и соорудили для них искусственные норы, где они могли свернуться калачиком и переждать холод.

Одной группе животных предлагали еду, если они бодрствовали и были активны. Другая группа не ела, не пила и не двигалась в течение многомесячного сезона спячки, питаясь жиром, накопленным в хвостах, как они это делали бы в дикой природе.

Обычно длина теломер со временем уменьшается, поскольку каждый раунд деления клетки их изнашивает.

Однако генетическое секвенирование показало, что во время спячки теломеры лемуров не укорачиваются — на самом деле они становятся длиннее.

Как будто по прошествии месяцев они вернули свои клетки в более молодое состояние.

«Результаты оказались противоположными ожидаемым», — говорит соавтор исследования Лидия Грин. «Сначала мы подумали, что с данными что-то не так». Но соавтор из Калифорнийского университета в Сан-Франциско Дана Смит из лаборатории Элизабет Блэкберн, которая разделила Нобелевскую премию 2009 года за открытие того, как восстанавливаются теломеры, подтвердила результаты.

В целом теломеры становились длиннее у лемуров, которые испытывали более глубокие приступы оцепенения.

Напротив, у лемуров, которые «просыпались» для еды, длина теломер оставалась относительно стабильной в течение всего исследования.

Изменения у лемуров были временными. Спустя две недели после того, как животные вышли из спячки, исследователи отметили, что их теломеры вернулись к длине, которая была до спячки.

По словам Бланко, удлинение может быть механизмом противодействия любому повреждению клеток, которое в противном случае могло бы произойти во время их периодических фаз повторного нагревания.

Грин добавил, что эти резкие метаболические скачки, словно запуск двигателя автомобиля после простоя в холодную погоду, «действительно подвергают организм экстремальной нагрузке, от нуля до ста оборотов».

Аналогичный феномен удлинения недавно наблюдался у людей, которые перенесли другие стрессовые ситуации, например, провели год на борту Международной космической станции или жили в течение нескольких месяцев под водой.

Бланко отметил, что, удлиняя свои теломеры, лемуры могут эффективно увеличивать количество делений своих клеток, тем самым добавляя новую жизнь своим клеткам в стрессовое время.

Кажется, это работает — карликовые лемуры могут жить в два раза дольше других приматов их размера.

Галаго, примат схожего размера, который не впадает в спячку, живет около 12–13 лет, в то время как толстохвостый карликовый лемур, как было зафиксировано, доживает почти до 30 лет.

Бланко предупредил, что продолжительность жизни и восстановление теломер «могут быть связаны, но мы пока не знаем наверняка».

До сих пор остается загадкой, как именно лемуры удлиняют свои теломеры.

Однако, по словам исследователей, понимание того, как это происходит, может помочь исследователям разработать новые способы профилактики или лечения возрастных заболеваний у людей, не увеличивая при этом риск неконтролируемого деления клеток, которое может привести к раку.