Испанские учёные расшифровали геном бессмертной медузы

Группа исследователей из Университета Овьедо расшифровала геном бессмертной медузы Turritopsis dohrnii и определила основные механизмы, которые позволяют этому животному постоянно омолаживаться.

Медуза размером четыре миллиметра уже давно интересует учёных, ведь она обладает удивительной способностью обращать вспять свой жизненный цикл и молодеть, вместо того чтобы стареть и умирать после репродуктивного периода.

Мария Паскуаль-Торнер (Maria Pascual-Torner), которая вместе с Дидо Карреро (Dido Carrero) является автором исследования, опубликованного в журнале PNAS Национальной академии наук США, объяснила, что ученые секвенировали геном этой медузы и сравнили его с геномом её смертной сестры Turritopsis rubra. Это позволило понять, чем они отличаются и в каких генах бессмертного вида больше амплификаций и вариаций числа копий.

Изучив почти тысячу генов, задействованных в процессе старения, исследователи обнаружили, что основные различия связаны с генами, отвечающими за репликацию и восстановление ДНК, поддержание теломер, обновление популяции стволовых клеток, снижение окислительного стресса и межклеточные контакты, "которые важны для поддержания баланса в тканях".

По словам группы исследователей Университета Овьедо под руководством Карлоса Лопеса-Отина (Carlos López-Otín), существует связь между генами, отвечающими за большую пластичность жизненного цикла бессмертной медузы, и такими процессами в организме человека, которые могут способствовать долголетию и здоровому старению.

По словам Паскуаль-Торнер, во время исследования они стимулировали процессы, связанные с омоложением медуз, чтобы увидеть, как проявляют себя различные гены. "Самое примечательное, что существует два механизма, которые необходимы для того, чтобы специализированные клетки могли перепрограммироваться и вновь стать стволовыми с возможностью превратиться в любую клетку организма", — поясняет исследовательница.

Учёные обнаружили два основных биохимических пути цикличного омоложения медузы: так называемый поликомбный путь, при котором подавляются гены, связанные с развитием клетки; и клеточная плюрипотентность, которая увеличивает экспрессию генов, отвечающих за способность клетки превратиться в любую из имеющихся в организме.

Паскуаль-Торнер говорит, что в лабораторных условиях почти во всех случаях после размножения бессмертные медузы омолодились и вернулись в состояние кисты — своеобразного шарика. Этот процесс сопровождается изменением тканей, "поскольку ни ткани, ни клетки медузы в состоянии кисты не похожи на те, которые она приобретает, когда становится полипом (ещё одна стадия развития)".

Исследовательница, которая также работает в Институте онкологии Университета Овьедо, уточняет, что единого объяснения загадки об омоложении и бессмертии этой медузы нет. Как обнаружили ученые, в процессе замешаны различные механизмы.

Механизмы или признаки старения характерны почти для всех видов, в том числе и для человека. Исследователи уверены в том, что понимание процессов, отвечающих за бессмертие этой медузы, поможет продвинуться в изучении старения людей.

"Эта работа не преследует цель поиска стратегий, чтобы, как некоторые говорят, исполнить мечту человечества о бессмертии. Цель — понять механизмы и пределы захватывающей клеточной пластичности, которая позволяет некоторым организмам путешествовать во времени", — говорит Лопес-Отин. При этом учёные ожидают, что, обладая этим знанием, они смогут найти "более эффективные решения для борьбы со связанными со старением заболеваниями, которые подавляют нас сегодня".

В этой связи Паскуаль-Торнер отмечает, что, хоть старение медузы происходит не так, как у людей, их работа даёт идеи для новых исследований в области изучения рака, нейродегенеративных и сердечно-сосудистых заболеваний или других патологий, связанных со старением.

"Обнаруженные нами варианты и амплификации генов можно изучать в рамках других научных и клинических исследований, чтобы достичь результатов в области борьбы с этими заболеваниями", — заключила она.