Venäläiset biologit yhdessä ulkomaisten kollegoiden kanssa ovat tutkineet japanilaisten satavuotisjuhlaisten mitokondriogenomeja ja selvittäneet, mitkä niiden ominaisuudet vaikuttavat kantajien pitkään ikään. Tutkijat ovat tulleet siihen tulokseen, että biologisesti elinajanodote ei ole kiinteä ja että se vaihtelee huomattavasti tietyn organismin geenien joukosta riippuen.
Pitkäksi aikaa tutkijat uskoivat, että kaikki monisoluiset organismit ovat ikääntymisen ja kuoleman uhreja. 1900-luvulla kävi ilmi, että tilanne ei ole niin yksinkertainen: monilla lajeilla on niin kutsuttu vähäinen vanheneminen. Tietyt lajit, kuten hiipivä laji Turritopsis nutricula, ovat mahdollisesti biologisesti kuolemattomia. Tätä väitöskirjaa on tietenkin suhtauduttava varovaisuuteen, koska voidakseen olla vakuuttuneita organismin "kuolemattomuudesta", on tarkkailtava sellaista olentoa äärettömän monta vuotta, jota tiede ei voi tehdä. Nyt voimme vain sanoa, että tutkijat eivät ole rekisteröinyt tämän lajin edustajista vanhuudesta johtuvia kuolemia.
Kun tutkijat havaitsivat vähäpätöisen ikääntymisen paljailla moolirottilla, kävi selväksi, että ikääntymistilanne voi olla moniselitteinen myös nisäkkäille. Tämä tarkoittaa mahdollisesti, että tietyissä geenikombinaatioissa ihmisen elinikä voi poiketa normaalista. On oletettu, että monisoluisten organismien kuolema ja ikääntyminen eivät ole niiden alkuperäisiä piirteitä. Oli kuin monisoluiset organismit olisivat saaneet kaiken tämän evoluutionsa aikana, koska vanhempien yksilöiden kuolema antoi lajeille mahdollisuuden muuttua nopeammin nopeasti muuttuvassa ympäristössä.
Uuden teoksen tekijät kääntyivät tietoon japanista, joka on kuuluisa pitkittyneisyydestään. He tutkivat mitokondriaalisen haploryhmän D4a kantajia, joita on epätavallisen paljon yli 105-vuotiaiden japanilaisten keskuudessa. Mitokondriaalinen genomi periytyy vain naislinjasta, ja erityisesti D4a: ta leviää pääasiassa Japanissa, Thaimaassa ja Laosissa.
Tutkijat keskittyivät siihen, kuinka tämän haploryhmän kantajien mitokondriaalinen genomi vaikuttaa mutaatioiden kertymiseen somaattisissa (ei-sukupuolisissa) soluissa. Sellaisten mutaatioiden kertyminen solunjakautumisen jälkeen on yksi tärkeimmistä ikääntymisen tekijöistä. Tällaisten mutaatioiden esiintymistiheys on sitä korkeampi, mitä DNA: ssa yksittäisten segmenttien suorimmat toistot ovat, joten tutkijat pitävät sellaisia toistoja alleeleina (alleelia kutsutaan saman geenin eri muodoiksi), jotka voivat olla haitallisia vanhuudessa.
Tutkijat etsivät sellaisia alleeleja D4a-haploryhmän kantajien mitokondriogenomissa. Tutkijat havaitsivat, että näiden alleelien yleiset eteenpäin suuntautuvat toistot - mitokondriaalisen genomin pisin toisto - ovat pisteviiva "taukoja". Ne ovat geenien muodossa olevia mutaatioita, joiden ulkonäkö muuttuu satunnaisprosessien avulla. Näitä geenejä ei toisteta yhdestä yleisestä suorasta toistosta toiseen.
Tästä tutkijat päättelevät, että tällaiset DNA-katkennukset selittävät ainakin osittain haploryhmän D4a japanilaisten kantajien poikkeuksellisen pitkäikäisyyden. Samalla kirjoittajat eivät löytäneet merkkejä siitä, että tällainen mitokondriaalisen DNA: n ominaisuus auttaa jotenkin kantajia siirtämään geeninsä valinnan puitteissa. Kun he yrittivät löytää 700 nisäkäslajista samanlaista suhdetta mitokondriaalisen DNA: n suorien yhteisten toistojen pienen määrän ja seksuaalisen valinnan onnistumisen välillä, he eivät myöskään löytäneet sellaista suhdetta.
Ilmeisesti tämä ominaisuus ilmenee vain niin vanhassa iässä, että lisääntyminen ei juurikaan ole käynnissä (se ei mene täysin naisille vaihdevuosien takia, ja on epätodennäköistä, että miehet seksuaalisten kumppaniensa iän ja lisääntymisaseman vuoksi). Jos tietyn DNA-piirteen lisääntymismahdollisuudet eivät kasva, niin genomin sellaisella piirteellä ei ole positiivista valintaa.
Mainosvideo:
Tämä ominaisuus ei kuitenkaan estä sen kantajia menemään läpi luonnollisen valinnan, toisin sanoen lisääntymään tai menestymään nuorena ja keski-iässä. "Miinusten" puuttuminen tässä mitokondriaalisen DNA: n piirteessä tekee siitä positiivisen ominaisuuden. Tutkijat huomauttavat, että sellaisen valinnautraalin piirteen löytäminen, joka edistää terveellistä ja pitkäaikaista ikääntymistä, on tärkeää sekä tulevien gerontologisten lääkkeiden kehittämiselle että ikääntymiseen johtaneiden evoluutioprosessien ymmärtämiseksi paremmin.