Ген долголетия расшифрован

Биологи Федерального исследовательского центра комплексного изучения Арктики Уральского отделения РАН (Лавёровский центр, Архангельск) успешно завершили работу в составе международной группы, занимавшейся расшифровкой полного генома исчезающего пресноводного моллюска европейская жемчужница (Margaritifera margaritifera), наделённого редкими биологическими свойствами.   

Речь идет о жемчужнице, которая ранее была распространена по всей Европе, но сейчас является исчезающим видом в большинстве стран континента. В XVII-XIX веках на севере России и в странах Скандинавии вёлся промысел жемчужницы в промышленных масштабах: из речного жемчуга изготавливались украшения, он использовался для инкрустации окладов икон и так называемого жемчужного шитья на одежде. К настоящему времени жизнеспособные популяции сохранились в основном на территории Норвегии и РФ (на Кольском полуострове, в Карелии, Архангельской, Ленинградской и Новгородской областях). По подсчётам биологов, на Северо-Западе России до сих пор обитает несколько десятков миллионов жемчужниц, а, например, в Австрии, осталось всего около двух тысяч.

Жемчужницы относятся к древним представителям животного мира. Первые виды появились на Земле около 170 млн лет назад – это современники динозавров. За прошедшее время ряд особенностей жемчужниц (например, форма раковины) практически не изменился. Скорость их генетической эволюции – очень медленная. Жемчужница также является животным-долгожителем, причём предельный возраст зависит от климата. Отдельные её особи на севере могут доживать до 200 лет и более, в то время как на юге – до 40-50 лет.

– Раз жемчужницы медленно эволюционируют, значит, они обладают неким механизмом, который обеспечивает стабильность их генома, – рассказывает директор ФИЦКИА УрО РАН, член-корреспондент РАН Иван Болотов. – В геноме в процессе его функционирования могут возникать ошибки вроде сбоев компьютерной программы, но у жемчужниц есть что-то, что позволяет удалять эти ошибки, стирать их из генетического кода. Порядок генов в митохондриальном геноме жемчужниц за 170 млн лет остался неизменным.

Расшифрованный геном жемчужницы имеет большое значение для её сохранения. Работа позволит оценить состояние популяций и дальнейшие шансы на выживание вида.

Кроме того, учёные смогут идентифицировать функциональные гены, отвечающие за долголетие, которые позволяют жемчужнице при определённых условиях регулировать продолжительность жизни в широких пределах. В перспективе эту часть исследования можно спроецировать и на человека. Активирование аналогичных по функциям генов теоретически может послужить делу продления человеческой жизни.

Реализация проекта заняла три года. Исследования на территории России вели директор ФИЦКИА УрО РАН, член-корреспондент РАН Иван Болотов и ведущий научный сотрудник лаборатории молекулярной экологии и биогеографии ФИЦКИА УрО РАН Илья Вихрев. Часть работ, в ходе которых использовались ультрасовременные секвенаторы ДНК, осуществлялась в Университете Порто (Португалия) под руководством профессора Мануэля Лопеса Лимы.

Рукопись, кратко описывающая объём генома и набор генов, некоторые особенности исследования, размещена на сервере репринтов bioRxiv (https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2020.12.06.413450v1).

Эта работа представлена на рассмотрение в высокоимпактовый журнал DNA Research.