В ходе исследования выяснилось, что мухи с меньшей продолжительностью жизни менее активны и менее плодовиты, чем долгоживущие.
В ходе исследования, проведенного учеными Института цитологии и генетики СО РАН, выяснилось, что мухи-дрозофилы с меньшей продолжительностью жизни не только менее активны и менее плодовиты, но и по-разному могут реагировать на внешние воздействия. Результаты исследования опубликованы в Insects.
«Известно, что старение – сложный многофакторный процесс, регулируемый работой целого комплекса генов, определяющих жизнь клетки и организма в целом. Современные методы позволяют исследовать влияние на старение активности генов, связанных с работой митохондрий, влияние инфекций, накопление мутаций в ДНК, качества пищи и многое другое», – рассказала старший научный сотрудник лаборатории молекулярной генетики насекомых ИЦиГ СО РАН, к.б.н. Людмила Захаренко.
Исследование многофакторных процессов на человеке осложняется тем, что человеческая популяция чрезвычайно гетерогенна генетически. Люди различаются также по возрасту, полу, образу жизни и питанию, и все это сказывается на результатах исследования. По этой причине исследование многих процессов проводят на модельных лабораторных объектах.
«Около 70% генов винной мушки (или как ее называют генетики — дрозофилы) выполняют те же функции, что и гены человека. Гены дрозофилы и человека сходным образом устроены и в ряде случаев сходным образом регулируются. Благодаря этому дрозофила уже более 100 лет используется как модельный объект для изучения различных процессов, протекающих на клеточном, организменном и даже популяционном уровне. Например, гены суточного ритма впервые были обнаружены у дрозофилы и только позже у человека», – объяснила Людмила Захаренко.
В лабораторных условиях коллекции дрозофил, как правило, состоят из линий, берущих начало от одной самки, оплодотворенной в природе, чтобы можно было работать с генетически однородным материалом. Линии в лабораториях поддерживаются за счет близкородственных скрещиваний и содержатся в одинаковых условиях. На таком фоне легче оценить влияние внешних воздействий.
Сравнив две линии дрозофил по ряду жизненно важных физиологических параметров, ученые обнаружили, что ускоренное старение коррелирует с более низкой плодовитостью, более высокой скоростью развития, меньшей массой тела, более низкими концентрациями двух основных углеводов насекомых, сниженной двигательной активностью. Линии с быстрым и медленным процессом старения по-разному могут реагировать на внешнее воздействие: на разные режимы освещения, высокую и низкую температуру, пищу с высоким содержанием углеводов, диету с различными дозами кофеина.
«Таким образом, для экспериментального исследования механизма долголетия «необходимо использовать по крайней мере два штамма, один с относительно быстрым, а другой с относительно медленным процессом старения», – подытожила Захаренко.
Эти же две линии используются в разных лабораториях мира как референсные для анализа причин бесплодия, которое проявляется у потомков в одном из направлений скрещивания при так называемом внутривидовом гибридном дисгенезе. Если создать мушиную семью из долгоживущих самок и короткоживущих самцов, потомство появится, но будет бесплодным. А в другом направлении скрещивания (семья из короткоживущих самок и долгоживущих самцов) у потомства с плодовитостью проблем не будет. Одни ученые считают, что причина бесплодия в массовом перемещении прыгающих генов, если в цитоплазме матери отсутствуют репрессоры, блокирующие их активность, другие исследователи продолжают искать таинственный отцовский фактор, индуцирующий бесплодие у потомков.
Пресс-служба Института цитологии и генетики СО РАН
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии