Гренландская акула видит веками. Восстановление его ДНК дает исследованиям долголетия ключ к защите сетчатки человека.
Такое развитие событий, вероятно, нормально для большинства людей: примерно с 40 лет мир вокруг вас становится более размытым, как будто на него навели мягкий фокус. В 70 лет зрение вновь значительно ухудшилось: катаракта затуманивает хрусталик, макула распадается, а давление глаукомы лишает его последних сил зрения.
Подробности читайте после объявления
У человека сетчатка, остающаяся неповрежденной на протяжении всей жизни, звучит как биологическая фантастика.
Но это не невозможно, ведь глаз гренландской акулы (Сомниозная микроцефалия) делает именно то, о чем мечтают люди. Гренландская акула — самая долгоживущая среди известных позвоночных: продолжительность ее жизни достигает 400 лет, а глаза до конца жизни остаются удивительно целыми.
Международная исследовательская группа под руководством молекулярного биолога Дороты Сковронской-Кравчик из Калифорнийского университета в Ирвайне выяснила, почему глаза этого арктического глубоководного вида не подвержены возрастному ухудшению. Результаты она представила в Природные коммуникации опубликованное исследование.
Результаты предоставляют исследованиям долголетия конкретную клеточную отправную точку: высокоактивные механизмы восстановления ДНК, аналоги которых также присутствуют в геноме человека. Однако гены человека, естественно, работают в этом направлении гораздо слабее.
Опровержение предположения десятилетней давности
Ученые давно предполагали, что гренландские акулы практически слепы. Ведь животные обитают в ледяных, почти несветящихся водах Северной Атлантики и Арктики, на глубинах до 3000 метров и температуре около минус 1,1 градуса Цельсия.
Подробности читайте после объявления
Их мутные глаза также часто вызваны копеподами этого вида. Омматокита удлиненная которые прикрепляются непосредственно к роговице.
Сковронская-Кравчик наткнулась на в 2016 году. Наука опубликовал исследование копенгагенского морского биолога Джона Фленга Стеффенсена по определению возраста акул. Просматривая видеозапись, она заметила, что животные активно следили за светом и следили глазами за пловцами. «С эволюционной точки зрения вы не сохраняете орган, который вам не нужен», — объяснил исследователь.
Это противоречие общепринятой теории слепоты побудило их систематически исследовать глаза акул.
Специальная камера для арктических глубин.
В период с 2020 по 2024 год акулы были пойманы в ледяных водах у Гренландии; Исследователи вытащили их из глубины с помощью ярусов. Глаза были немедленно законсервированы в фиксативном растворе и отправлены в лабораторию Калифорнийского университета в Ирвайне. Там они были затем дополнительно исследованы докторантом Эмили Том гистологически и молекулярно-биологически.
То, что обнаружил Том, поразило всю команду: сетчатка была безупречна. На самом деле они ожидали обнаружить старую ткань, но стандартизированный тест на апоптоз (TUNEL assay) не сработал. Следов гибели клеток не наблюдалось.
Вместо этого они обнаружили анатомию художника по выживанию: плотно сплетенные обои из чрезвычайно длинных стержневых клеток, которые могут уловить даже самое слабое свечение в темноте. Зрительный пигмент родопсин был калиброван не под красочный спектр дневного света, а именно под один цвет: синий, который до сих пор можно воспринимать как последний луч света в глубине.
В свою очередь, эволюция навела порядок. Генетический анализ показал, что схема зрения при ярком свете уже давно превратилась в бесполезные руины в геноме.
Это как соавтор Лили Фогг напротив Би-би-си Будущее описывает: «Камера для слабого освещения, которая идеально подходит, если вы проводите свою жизнь в темных, холодных глубинах Северного Ледовитого океана».
Даже паразиты, которые сидят на роговице как слепое пятно, оказались меньшей помехой, чем ожидалось: измерения показали, что они пропускают удивительное количество важнейшего синего света — ровно столько, чтобы система функционировала.
Клеточный ключ к долголетию
Но настоящее ощущение было скрыто в генетическом коде, и это объясняет, почему сетчатка может оставаться неповрежденной на протяжении веков.
Если бы процесс старения человеческого глаза был перенесен на продолжительность жизни акулы, это привело бы к следующему результату: человеческий глаз потерял бы до 90 процентов своих светочувствительных датчиков из-за износа за более чем 400 лет. Напротив, у гренландской акулы такого снижения просто не происходит.
Секвенирование РНК дало ответ на вопрос «почему». Она показала, что клеточный механизм работает полным ходом: внутренняя ремонтная бригада, известная как комплекс ERCC1-XPF. Образно говоря, это похоже на команду узкоспециализированных биоинженеров, которые безупречно восстанавливают даже малейшие повреждения ДНК, будь то разрыв или повреждение, вызванное ультрафиолетовым излучением.
Насколько важен этот безошибочный процесс, становится ясно, когда он отсутствует: у людей дефекты в генах приводят к таким заболеваниям, как пигментная ксеродермия, при которой кожа чрезвычайно чувствительна к свету, а глаза рано стареют. Мыши получили ген ercc1 Происходит то же самое: ваша сетчатка быстро разрушается.
По словам Сковронской-Кравчик, многообещающим является то, что люди здесь больше похожи на акул, чем считалось ранее. «У нас точно такой же механизм. У нас точно такие же гены», — объяснила она Научная пятница. Разница, однако, заключается в том, что гены могут быть «недостаточно сильно выражены».
Другими словами: инструменты для самовосстановления тоже имеются в наших клетках, но они словно уснули.
Пределы переносимости на человека
Прямая передача биологии акул человеку, конечно, нетривиальна. Чрезвычайное долголетие гренландской акулы также связано с ее ледяной средой обитания, которая резко замедляет ее метаболизм.
Недавнее исследование сердец гренландских акул показало громкие результаты. Би-би-си Хотя существовали типичные возрастные маркеры, такие как рубцы, органы все еще функционировали. В конечном итоге авторы интерпретируют это как «устойчивость как ключевой механизм чрезвычайного долголетия».
Исследование экземпляра, выброшенного на мель в графстве Слайго, Ирландия, в апреле 2026 года, также позволило получить ценные образцы органов, таких как мышечная ткань, для определения длины теломер. Но между такими базовыми данными и клинической терапией существуют значительные исследовательские пробелы.
Команда Сковронской-Кравчик сейчас начинает эксперименты на моделях мышей, чтобы проверить, защищает ли целевая амплификация выявленных генов репарации ДНК сетчатку от возрастной дегенерации.
Долгосрочная цель — разработать лекарственные подходы или генную терапию для человеческого глаза, пояснил исследователь.
