Жизнь после диапаузы: как насекомые обманывают биологические часы

Как замедлить старение? Ученые нашли подсказку в мире насекомых. Исследователи из Лестерского университета (Великобритания) обнаружили, что личинки наездников Nasonia vitripennis, развивающиеся в неблагоприятных условиях, во взрослом возрасте стареют медленнее.

Эти миниатюрные паразитические осы, обитающие в Северной Америке и Европе, откладывают яйца в пупарии мух, где развиваются их личинки. Короткий жизненный цикл, небольшой размер и простота разведения в лаборатории сделали этих насекомых удобным объектом для изучения генетики и эпигенетики.

Секрет долголетия — в диапаузе?

Чтобы выяснить, как изменение окружающей среды влияет на биологический возраст наездников, группа исследователей под руководством Эймона Мэллона поместила часть личинок в неблагоприятные условия (пониженная температура и короткий световой день), которые запускают естественную задержку развития — диапаузу.

Результаты научной работы, опубликованной в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, показали, что "спячка" в личиночной стадии замедлила эпигенетическое старение у взрослых особей. Сразу после выхода из трехмесячной диапаузы насекомые были генетически старше сверстников (примерно на 2,8 дня). Однако через 18 дней эта разница нивелировалась, а через 30 "спящие" особи стали моложе сородичей на 2,7 дня.

Влияние на метаболизм и продолжительность жизни

В пересчете на метаболические показатели это означает, что у прошедших диапаузу насекомых скорость старения замедлилась на 29%, риск смерти снизился на 65%, а продолжительность жизни в среднем возросла на 36%. Диапауза также запускала защитную молекулярную программу, нацеленную на замедление старения.

"Спячка" в личиночной стадии, по-видимому, активирует определенные гены и механизмы, которые замедляют процесс старения во взрослом возрасте.

Перспективы для исследований старения

Наездники N. vitripennis представляют особую ценность для науки благодаря наличию механизма метилирования ДНК — регулирующей экспрессию генов обратимой модификации молекулы ДНК, которая позволяет изучать старение, регуляцию генов и влияние среды на экспрессию генома. У тех же плодовых мушек, например, этот механизм либо слабо развит, либо отсутствует вовсе.

Поскольку биологические часы наездников задействуют те же метаболические пути, что участвуют в старении у млекопитающих, в будущем этот "антивозрастной эффект" можно проверить на других организмах, в том числе и на человеке. Возможно, изучение механизмов диапаузы у насекомых поможет разработать новые методы замедления старения и увеличения продолжительности жизни у людей.

Интересные факты о старении:

• Старение — это естественный биологический процесс, характеризующийся постепенным ухудшением функций организма.
• На скорость старения влияют генетические факторы, образ жизни и окружающая среда.
• Существуют различные теории старения, которые объясняют причины этого процесса на молекулярном и клеточном уровнях.