Согласно результатам новаторского исследования, уникальный ген, обнаруженный у ленивцев, может стать ключом к здоровому старению.
Впервые в науке исследователи секвенировали и проанализировали геном древесного животного, чтобы выявить возможные причины его низкого метаболизма.
Было обнаружено, что на протяжении миллионов лет ленивцы сохраняли «прыгающие гены» — последовательности ДНК, способные перемещаться по геному.
Один из ученых заявил, что открытие, касающееся клеточных линий ленивцев, может послужить основой для дальнейших исследований в области старения, метаболических заболеваний и даже длительных космических путешествий.
Исследование проводилось экспертами из Института Веллкома Сангера, Института зоологических и природоохранных исследований им. Лейбница (IZW), больницы Сирио Либанес и их коллегами.
Взяв образцы у содержащегося в неволе ленивца, команда выделила ДНК из тканей, которая впоследствии была секвенирована в Институте молекулярной клеточной биологии и генетики им. Макса Планка в Германии.
Затем, используя метод сравнительной геномики, команда проанализировала геном ленивца и сравнила его последовательность с геномами других млекопитающих.
В их число вошли муравьед и броненосец, которые, наряду с ленивцами, также являются представителями группы Xenarthra – единственной клады плацентарных млекопитающих, происходящих из Южной Америки.
Ученые сравнили геномы, чтобы понять, что делает ленивцев уникальными.
Они обнаружили, что геном ленивца содержит несколько копий активных транспозабельных элементов, называемых «транспозонами» или «прыгающими генами».
Это короткие последовательности ДНК, которые перемещаются из одного участка генома в другой.
Хотя некоторые транспозоны всё ещё встречаются в геноме человека, они, как правило, старые и неактивные.
Используя геномику для изучения эволюции этого уникального животного, исследователи обнаружили, что эти транспозоны возникли у последнего общего предка всех видов ленивцев — около 30 миллионов лет назад.
По словам исследователей, эти гены сохранились с течением времени и теперь представляют собой укоренившиеся генетические последовательности, уникальные для ленивцев.
Исследовательская группа обнаружила, что многие из этих генов связаны с митохондриями, которые отвечают за выработку энергии и метаболические процессы.
Исследователи полагают, что эти «прыгающие» гены связаны с их необычной адаптацией к окружающей среде и эволюцией метаболизма, который является самым низким среди млекопитающих.
Доктор Педро Галанте, один из ведущих авторов исследования из больницы Сирио Либанес в Сан-Паулу, Бразилия, сказал: «Многие заболевания человека, включая диабет, возрастные расстройства, нейродегенерацию и атрофию мышц, связаны с проблемами выработки энергии и функционирования митохондрий.
«Хотя необходимы дальнейшие исследования, клеточные линии ленивцев могут предложить естественную модель для понимания того, как организмы справляются с низким уровнем энергии и что происходит не так при заболеваниях».
«В долгосрочной перспективе это может послужить основой для исследований в области сохранения тканей, интенсивной терапии, старения, метаболических заболеваний и даже длительных космических путешествий».
Доктор Марсела Улиано-Сильва, старший биоинформатик и соавтор исследования из Института Велкома Сангера, сказала: «Эволюция уже провела миллиарды экспериментов. Изучая необычных животных, таких как ленивцы, мы иногда обнаруживаем биологические решения, которые никогда не были разработаны человеком в процессе эволюции».
«Используя геномику для изучения истории, мы обнаружили гены, отвечающие за прыжки, которые ленивцы сохранили на протяжении миллионов лет».
«Эти специфические для ленивцев гены связаны с митохондриями и метаболическими путями, что позволяет предположить их возможную связь с эволюцией их чрезвычайно медленного метаболизма».
Доктор Камила Маццони, соавтор исследования и руководитель отдела эволюционной и природоохранной геномики в IZW в Берлине, сказала: «У ленивцев самый медленный метаболизм среди всех млекопитающих, и тем не менее они остаются здоровыми».
«Понимание того, как они этого достигают, может дать новые представления о том, как клетки эффективно управляют энергией».
«Наши результаты позволяют предположить, что у ленивцев, возможно, развились генетические резервные системы, которые помогают компенсировать расслабление митохондрий и поддерживать их уникальный образ жизни».
