Ученые нашли корни бессмертия медуз

Группа исследователей из Испании, похоже, наконец нашла объяснение биологического бессмертия медуз Turritopsis dohrnii. Впервые изучив их полный геном и сравнив его с родственными смертными видами, ученые выяснили, как этой медузе удается снова и снова становиться «молодой» версией себя. Результаты исследования могут быть полезны в изучении механизмов старения и возможностей продления жизни человека.

Turritopsis dohrnii — единственное многоклеточное животное, теоретически способное достичь биологического бессмертия, благодаря тому, что оно может обращать вспять свой жизненный цикл, а значит, и отменять старение. Как и многие представители гидроидных (водных беспозвоночных, однажды превращающихся в медузу), T. dohrnii начинает жизнь со стадии свободно дрейфующей в воде личинки (планулы) — оплодотворенной прямо в море яйцеклетки. В какой-то момент, осев на дно, личинки многократно клонируют себя, образуя колонию полипов.

Когда колония созреет, из полипов «вылупляются» новые медузы, взрослеющие за несколько недель. На этом цикл жизни многих представителей гидроидных заканчивается, но T. dohrnii нашла возможность повернуть взросление вспять, вернувшись на стадию планулы. В случае неблагоприятной обстановки (резкого изменения температуры или солености, голодания, повреждения тела) этот вид медуз в любой момент может перезапустить жизненный цикл, образовав полип и создав своих новых клонов.

Жизненные циклы двух исследованных видов медуз рода Turritopsis / © Pascual-Torner M., et al, Proceedings of the National Academy of Sciences, 2022

В попытке выяснить биологические механизмы, лежащие в основе уникальной способности к бессмертию, группа ученых из Университета Овьедо (Испания) провела полногеномное секвенирование T. dohrnii и родственного ей, однако не обладающего бессмертием, вида Turritopsis rubra. Результаты сравнения геномов авторы приводят в статье, опубликованной в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Сравнение генов с измененной последовательностью (обозначены ^) или числом копий (обозначены *), связанных со старением, у представителей рода Turritopsis и других организмов / © Pascual-Torner M., et al, Proceedings of the National Academy of Sciences, 2022

Так, ученые обнаружили у T. dohrnii в несколько раз больше копий генов ферментов, отвечающих за восстановление повреждений и копирование ДНК, поддержание длины теломер (с укорачиванием которых связывают старение организма). Кроме того, у бессмертной медузы многократно увеличено число или изменены последовательности генов, связанных с поддержанием гомеостаза, межклеточной коммуникацией, регуляцией окислительного стресса и функций стволовых клеток.

Обнаруженные учеными генетические изменения позволяют T. dohrnii снижать негативные эффекты старения, регулировать клеточные циклы, поддерживать запас стволовых клеток. Этот вид медуз может также управлять механизмами клеточного репрограммирования, возвращая уже дифференцированным клеткам плюрипотентность — свойство стволовых клеток, позволяющее им становиться любой клеткой организма. Авторы исследования надеются, что их результаты помогут в изучении механизмов старения и возможностей продления жизни человека.