Голые землекопы живут колониями из двух заводчиков и около 300 неразмножающихся рабочих. Хотя размножающаяся пара несет метаболические затраты на воспроизводство и, в случае с маткой, лактацию, они живут дольше, чем не размножающиеся, и остаются плодовитыми на протяжении всей своей жизни. Исследователи из Института старения им. Лейбница в Германии исследовали генетические механизмы, лежащие в основе этого очевидного парадокса. Их выводы опубликованы в журнале открытого доступа BMC Biology..
Д-р Мартин Бенс, автор-корреспондент, сказал: «Наши результаты показывают, что, когда голые землекопы созревают и становятся размножающимися, это меняет скорость их старения, а это означает, что заводчики могут жить дольше, чем не размножающиеся. Это удивительно, поскольку данные по другим видам свидетельствуют о том, что размножение, обеспечивающее выживание вида в целом, сокращает продолжительность жизни особи. У голых землекопов размножение, по-видимому, продлевает жизнь производителям. Это противоречит распространенному мнению, что млекопитающие вкладывают ресурсы либо в долгую жизнь, либо в размножение».
Исследователи проанализировали транскриптомы - сумму всех транскрибированных генов - для образцов тканей, взятых из ряда органов, включая сердце, печень и половые железы. Они сравнили транскриптомы заводчиков голого землекопа с транскриптомами не размножающихся, а также с размножающимися и не размножающимися морскими свинками, которые являются близкими родственниками голого землекопа, но имеют более короткую продолжительность жизни.
Авторы обнаружили, что гены, связанные со старением, экспрессировались по-разному в образцах, полученных от размножающихся голых землекопов, по сравнению с образцами, полученными от морских свинок и неразмножающихся голых землекопов. Например, ген, связанный с регенерацией мышц, показал более высокую экспрессию у заводчиков голых землекопов, что может быть связано с более высокой устойчивостью к потере мышечной массы во время старения. Подобные изменения экспрессии генов могут способствовать исключительно долгой жизни заводчиков голых землекопов.
Доктор Бенс сказал: «В отличие от неразмножающихся морских свинок и других грызунов, неразмножающиеся голые землекопы не имеют полового диморфизма; у них нет различий в размерах тела, массе тела или внешних гениталиях, а также мало поведенческие различия. Одним из основных и удивительных результатов нашего исследования является то, что транскрибируемые гены у неразмножающихся голых землекопов также не обнаруживают существенных различий между самками и самцами. Однако мы обнаружили, что транскриптом значительно меняется, когда они созревают в размножающихся."
Когда авторы отделили неразмножающихся голых землекопов от колоний и объединили их с голыми землекопами противоположного пола, рабочие превратились в заводчиков. Переход сопровождался физическими и поведенческими изменениями, отличавшимися у самцов и самок - животные становились половодиморфными. Половое созревание также было связано с изменением уровней экспрессии генов, связанных с увеличением продолжительности жизни и здоровья.
Д-р Бенс сказал: «Более глубокие исследования данных транскриптома голого землекопа могут помочь нам понять, как регулируется половое созревание. зависит от множества факторов, таких как стресс и питание. Различия в начале полового созревания влияют на риск таких заболеваний, как рак молочной железы или сердечно-сосудистые заболевания. Наши данные могут помочь определить цели для смягчения этих отклонений».
В другом исследовании под названием «Сравнение видов протеомов печени обнаруживает связь между долголетием голых землекопов и старением человека», опубликованном в BMC Biology в тот же день, доктор Бенс и его коллеги сравнили печень голых землекопов с исследования морских свинок для дальнейшего изучения молекулярных механизмов, лежащих в основе долголетия голых землекопов.
Алессандро Ори, автор исследования, сказал: «Мы обнаружили, что печень голого землекопа имеет уникальный паттерн экспрессии митохондриальных белков, который приводит к различным метаболическим особенностям их митохондрий, включая повышенную способность утилизировать жиры. кислоты. Мы также смогли показать, что сходные молекулярные сети затрагиваются во время старения как у голых землекопов, так и у людей, что позволяет предположить, что может существовать прямая связь между этими сетями и продолжительностью жизни этих видов, которые, как ожидается, будут иметь гораздо более короткая жизнь в зависимости от массы их тела».