Исследование, опубликованное в журнале eLife, показывает, почему киллифы (киллифиш, англ. killifish) накапливают вредные мутации, вызывающие возрастные заболевания, сокращающие продолжительность жизни. Это может помочь ученым лучше понять, каким образом увеличивается продолжительность жизни человека среди населения и приведет к новому пониманию проблемы старения человека.
Киллифиш — это любая из различных яйцекладущих карповых рыб. Всего насчитывается около 1270 видов killifish, самое большое семейство которых — Rivulidae, содержит более 320 видов. Очень короткая жизнь бирюзовых рыб-киллифов — от трех до девяти месяцев — делает их идеальной моделью для изучения старения. Киллифы живут во временных прудах в Африке, которые пересыхают часть года, а это означает, что они должны вылупиться, созреть и воспроизвести свой род, прежде чем это произойдет. Их яйца переживают засушливые периоды в состоянии, похожем на спячку, и вылупляются, когда дожди снова заполняют пруд, давая начало новому поколению.
«Различные популяции диких бирюзовых рыб-киллифов имеют разную продолжительность жизни, и мы хотели изучить причины этого», — объясняет ведущий автор Дэвид Виллемсен, научный сотрудник Института биологии старения им. Макса Планка, Кельн, Германия.
В рамках своего исследования Виллемсен и старший автор Дарио Риккардо Валенцано провели полевые работы в бассейнах саванны в Зимбабве, чтобы поймать и собрать образцы генома киллифа для секвенирования и анализа в лаборатории. Затем команда сравнила геномы киллифов, живущих в самых засушливых средах, у которых самая короткая жизнь, с геномами киллифов из более влажных сред, которые живут на несколько месяцев дольше.
Недолговечные киллифы имеют очень маленькие, часто изолированные популяции, что приводит к так называемым «тесным местам обитания», которые, как выяснила команда, приводят к накоплению вредных мутаций в их популяциях. Напротив, у более долгоживущих киллифов больше популяции, и к их популяциям часто присоединяются новые рыбы с новым генетическим материалом. Со временем эти более крупные популяции позволяют естественному отбору более эффективно удалять вредные мутации.
«Ограниченные размеры популяции, вызванные фрагментацией среды обитания и повторяющимися тесным местам обитания в популяциях, увеличивают вероятность накопления вредных мутаций в популяции», — говорит Виллемсен. «Наша работа может помочь ответить на ключевой вопрос о старении, предположив, что популяционная динамика, а не эволюционный отбор в пользу или против определенных генов, способствует накоплению вредных мутаций, которые приводят к старению и сокращению жизни».
«Вредные мутации пассивно накапливаются в популяциях киллеров, и это еще более заметно в небольших популяциях, которые живут в более засушливых условиях», — говорит старший автор Дарио Риккардо Валенцано, руководитель группы Института биологии и старения Макса Планка. «Наши результаты подчеркивают роль демографических ограничений в формировании продолжительности жизни внутри видов и потенциально могут быть расширены, чтобы дать новое понимание старения в других популяциях животных и человека».
Читать также
Ореол Андромеды приближается к нашей галактике. Рассказываем, почему это важно
Симптомы коронавируса у детей. На что стоит обратить внимание?
Выяснилось, что заставило цивилизацию майя покинуть свои города