Исследование генома голых землекопов продемонстрировало, что фермент cGAS играет важную роль в поддержании стабильности ДНК и долголетии этих удивительных животных.
Уникальное долголетие голых землекопов объясняется небольшими изменениями всего лишь четырех аминокислот. Новое научное открытие показывает, что незначительные эволюционные изменения в cGAS — главном ферменте иммунной системы, который реагирует на присутствие ДНК и активирует защитные механизмы, способны значительно улучшить восстановление возрастных повреждений ДНК у этих необычных животных. В то же время, у мышей и людей тот же фермент замедляет процессы регенерации ДНК, сообщает ScienceDaily.
Голые землекопы (Heterocephalus glaber), несмотря на необычный внешний вид, являются уникальными представителями грызунов благодаря своей исключительной длительности жизни — около 40 лет, что примерно в десять раз превышает среднюю продолжительность жизни схожих видов. Интересно, что их геном имеет большее сходство с человеческим, чем с мышиным, что вызывает большой интерес ученых к изучению особенностей сохранения здоровья и молодости у этих животных. Несмотря на важность стабильности генома для долголетия, точные механизмы защиты ДНК остаются пока недостаточно исследованными.
Одним из ключевых процессов, обеспечивающих целостность ДНК, является гомологичная рекомбинация (HR). Ее нарушение ускоряет процессы старения и повышает вероятность возникновения онкологических заболеваний. Установлено, что у людей и мышей фермент cGAS негативно влияет на восстановление ДНК через HR, приводя к накоплению ошибок и снижению устойчивости генома.
Чтобы выяснить, каким образом голые землекопы преодолевают это ограничение, группа ученых под руководством Юй Чэня изучила активность их варианта cGAS. В ходе исследования было установлено, что четыре точечных мутации в структуре cGAS увеличивают срок активности фермента и предотвращают преждевременное разрушение белков, участвующих в восстановлении ДНК. Это приводит к усилению взаимодействия cGAS с ключевыми белками, такими как FANCI и RAD50, и ускоряет процессы восстановления.
Экспериментально показано, что удаление cGAS из клеток голых землекопов вызывает резкое увеличение числа повреждений ДНК, что подчеркивает критическую важность фермента для ее сохранности. Примечательно, что внедрение тех же мутаций, характерных для cGAS голых землекопов, в геномы плодовых мушек увеличивало продолжительность их жизни по сравнению с особями с обычным вариантом фермента.
Результаты, полученные группой Чэня, открывают новую многообещающую область исследований роли cGAS в процессах, определяющих продолжительность жизни. Ученые подчеркивают необходимость проведения дальнейших экспериментов для лучшего понимания механизма действия cGAS в клетках различных организмов.
Фото: hi-tech.mail.ru