Genové rozdíly související s dlouhověkostí savců se týkají imunitního systému a velikosti mozku
Výzkumníci zabývající se srovnávací biologií stárnutí věnovali značné úsilí hledání genetických rozdílů, které korelují s délkou života různých druhů. Tyto rozdíly mohou spočívat ve vyšší či nižší expresi homologních genů, ale také v odlišném počtu genů v rámci genové rodiny související s určitou funkcí, a v odlišnostech v sekvencích genů. Jak se dalo očekávat, zjištěné genetické rozdíly se často týkají genů spojených s mechanismy relevantními pro stárnutí a délku života, jako je oprava DNA, potlačení nádorů, regenerační schopnost a antioxidační mechanismy.
V nedávno publikované studii s otevřeným přístupem popsali vědci rozsáhlejší hledání rozdílů mezi savčími druhy. Zjistili, že genetické rozdíly více souvisejí s funkcí imunitního systému a velikostí mozku v poměru k velikosti těla než se samotnou velikostí těla. To je zajímavé, protože, jak možná víte, velikost těla a metabolismus poměrně dobře korelují s dlouhověkostí druhů. Větší zvířata mají tendenci žít déle než menší a vykazují pomalejší metabolismus. Existují však extrémní výjimky, jako jsou rypoši lysí, kteří žijí devětkrát déle než stejně velcí myši, a drobní netopýři, kteří se dožívají desítek let. Tyto výjimky ukazují, že neexistuje nutná závislost na velikosti těla a že skutečné mechanismy leží jinde. Skutečnost, že jedním z těchto mechanismů je stav imunitního systému, zaměstná vědce na dlouhou dobu, neboť se jedná o velmi komplexní a ne zcela pochopenou součást biologie savců.
Studie s názvem „Maximální délka života a velikost mozku u savců souvisí s expanzí velikosti genové rodiny spojené s funkcemi imunitního systému“ přinesla následující klíčová zjištění:
Savci vykazují vysokou rozmanitost v potenciálu maximální délky života (MLSP), která se pohybuje od méně než jednoho roku u některých druhů rejsků až po více než sto let u lidí a až dvě stě let u velryb grónských. Na rozdíl od průměrné délky života, která odráží vnitřní i vnější faktory, jako je riziko predace a dostupnost zdrojů, se předpokládá, že MLSP odráží inherentní limit délky života druhu a je široce využívána ve srovnávacích studiích zaměřených na kompromisy v životní historii a genomové determinanty dlouhověkosti.
Identifikace zastřešujících genomových signatur spojených s evolucí MLSP může poskytnout vhled do evoluce klíčových znaků životní historie a variací v délce života mezi jedinci daného druhu. Srovnávací studie spojily variace MLSP se změnami v profilech genové exprese. Geny spojené s MLSP v těchto studiích byly obohaceny o termíny související s opravou DNA, obrannou reakcí, buněčným cyklem a imunologickými procesy. Geny jako PMS2 (oprava DNA), PNMA1 (určení osudu buňky) a OGDHL (regulace reaktivních forem kyslíku) vykazují pozitivní korelaci s MLSP napříč savčími tkáněmi. BCL7B, který inhibuje karcinogenezi prostřednictvím regulace Wnt signalizační dráhy, a GATM, spojený s ochranou proti oxidativnímu stresu, jsou významně spojeny s prodlouženou délkou života. Tyto molekulární signatury kolektivně posilují mechanismy buněčné údržby a odolnosti vůči stresu, které se zdají být kritické pro prodlouženou dlouhověkost.
V této studii byl použit přístup srovnávací genomiky k identifikaci genomových signatur spojených s evolucí MLSP u savců. Zkoumalo se, zda variace MLSP korelují s velikostí genových rodin (protein-kódujících genů) u 46 plně sekvenovaných druhů savců. Bylo zjištěno, že významné expanze velikosti genových rodin souvisejí s potenciálem maximální délky života a relativní velikostí mozku, ale nikoli s dobou březosti, věkem pohlavní dospělosti a tělesnou hmotností u těchto 46 druhů savců. Prodloužená délka života je spojena s expandujícími genovými rodinami obohacenými o funkce imunitního systému. Výsledky naznačují souvislost mezi genovou duplikací v genech souvisejících s imunitou a evolucí delší délky života u savců.