Молекулярным биологом удалось выяснить, почему женщины во многих случаях живут дольше мужчин. Виновниками более короткой жизни представителей сильного пола оказались повторяющиеся участки в их Y-хромосомах. Исследователи выяснили, что эти участки могут заставлять стареющие клетки выделять опасные для мужчин вещества, сильно засоряющие клетки в тканях их организма.
Уменьшение Y-хромосомы
Ученые выяснили, что Y-хромосома в ходе эволюции активно уменьшается, что может привести к полному ее исчезновению. При этом риск исчезновения этой хромосомы с большой долей вероятности может быть связан с ускоренным старением самцов в животном мире, а также мужчин.
Транспозоны и их негативное влияние
Узнали биологи о повторяющихся участках в Y-хромосомах, проводя в прошлые годы исследования на мушках вида Drosophila melanogaster. В результате выяснилась одна из особенностей Y-хромосомы. Ученые определили, что она практически полностью складывается из повторяющихся транспозонов, которые являются обрывками геномов древних вирусов.
Молодые клетки в организме мужчины способны блокировать эти участки ДНК с помощью белковой структуры. Но с возрастом последняя ослабевает. В результате транспозоны активируются, негативно воздействуя на клетки.
Исследования на мушках Drosophila miranda
Чтобы внести большую ясность в этот вопрос, биологи решили провести исследования на таких мушках, в хромосомах которых повторов было бы значительно больше или меньше, чем у Drosophila melanogaster. В результате для исследования была выбрана мушка Drosophila miranda.
Известно, что X- и Y-хромосомы этих насекомых возникли относительно недавно — всего около 1.5 млн лет назад. Появились половые хромосомы Drosophila miranda при слиянии одной пары хромосом, общей для обоих полов, с их X- и Y-хромосомами. Через некоторое время количество транспозонов в Y-хромосоме самцов резко возросло. При этом в X-хромосоме их число практически никак не изменилось.
Такая особенность мушек Drosophila miranda позволила биологам выяснить, каким образом повторы оказывают влияние на жизнь мушек других видов. В процессе исследования ученые выясняли, как изменялась активность повторов в Y-хромосомах мушек Drosophila miranda и Drosophila melanogaster. Одновременно биологи сделали похожую работу и с X-хромосомами и общими участками генома самок и самцов.
В конечном итоге было выяснено, что транспозоны проявляют значительную активность в клетках самцов даже в юности. При этом в старости их активность значительно усиливается. Происходит так из-за то, что белковая обертка хромосомы постепенно начинает разрушаться. Происходит так из-за общего старения. В результате всего этого в организме насекомых начинают накапливаться вредные вещества, негативно влияющие на их состояние и жизнедеятельность.
В процессе эксперимента биологи даже специально «отключали» белковую обертку Y-хромосомы. После этого разного рода токсический мусор начинал накапливаться в клетках мушек-самцов в ускоренном порядке. При этом жизнедеятельность насекомых видимо уменьшалась.
В процессе эксперимента самцы мушек прожили 78 дней, а самки – более 98 дней. Известно, что примерно такие же процессы характерны и для представителей животного мира, и для людей.
Дальнейшие исследования
На настоящий момент в планы биологов входит дальнейшее изучение мушек обоих видов с целью понять, каким именно образом транспозоны влияют на стареющие клетки в организме.
Будущие исследования, возможно, покажут, как активность этих участков связана со старческими болезнями. Ученые надеются разработать способы защиты пожилых мужчин от токсичного действия Y-хромосомы. Тем самым человечеству в будущем, возможно, удастся победить и самые серьезные заболевания в пожилом возрасте, включая, к примеру, деменцию. Это станет настоящим прорывом.
