Текст уведомления здесь

Прожорливые мухи живут меньше своих «постящихся» сородичей

Быстро умирающие дрозофилы линии Dahomey едят больше и чаще, чем долгоживущие насекомые линии Oregon R.
Добавить в закладки
Комментарии

Сотрудники Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН (г. Пущино) совместно с коллегами из нескольких европейских стран выявили ключевые отличия физиологии дрозофил с различной продолжительностью жизни. Оказалось, что у короткоживущих мух более активны гены сигнального пути TOR (мишень рапамицина), регулирующие рост и деление клеток, а также сигнальная система октопамина — вещества, провоцирующего пищевое поведение. Научная статья опубликована в The Journals of Gerontology Series A.

Старение — многофакторный процесс, и большую роль в нем, несомненно, играют гены организма и их активность. Чтобы выявить различия в строении и экспрессии генов у короткоживущих и долгоживущих особей одного и того же вида, обычно используют организмы инбредных линий — таких, в которых все особи на протяжении многих поколений приходятся друг другу близкими родственниками. Это почти наверняка влияет на генетическую картину их старения. Чтобы избежать искажений, вызванных использованием близкородственных особей, авторы нового исследования использовали так называемые аутбредные линии мух вида Drosophila melanogaster. Все насекомые в пределах одной такой линии обладают нужными ученым признаками, но при этом не являются близкими родственниками. Если у них при этом обнаруживаются одни и те же варианты генов, можно смело утверждать, что данные гены действительно играют роль в исследуемых процессах (в данном случае старения и продолжительности жизни).

В новой работе изучали две аутбредные линии дрозофил — Dahomey и Oregon R. Самки Dahomey живут 74—79 дней — меньше, чем представительницы своего вида в среднем. Самки Oregon R, напротив, по сравнению с остальными Drosophila melanogaster долгожительницы: они умирают обычно в возрасте 81—86 дней. На момент начала эксперимента всем мухам исполнилось по 10 дней, то есть насекомые были вполне молоды и пока не проявляли никаких признаков старения. 20 из них посадили в закрытые сосуды без еды и воды и оценивали, сколько особей останется в живых через 16, 20 и 24 часа после голодного заточения. Еще 240 самок умертвили специально, без периода голодания. У них от тела отделили грудь и голову и измерили содержание там различных липидов, углеводов, белков и нуклеиновых кислот. Из последних учитывали главным образом РНК: количество их молекул отражало активность гена, с которого эти РНК были считаны.

Выяснилось, что состояние мембран клеток и митохондрий, а также активность генов в организмах дрозофил двух линий существенно отличаются. Интенсивность экспрессии 3939 генов у дрозофил Dahomey отличалась от таковой у Oregon R. Из них 1970 работали активнее, а 1969 — слабее, чем у мух Oregon R. Среди особенно сильно экспрессирующихся генов были те, что усиливают работу сигнального пути TOR. Он стимулирует деление и рост клеток, а также процессы старения. Кроме того, в клетках короткоживущих мух была окислена большая доля липидов, чем у дрозофил-долгожителей, то есть степень окислительного стресса клеточных мембран у них была выше. Также в клетках Dahomey обнаружили повышенное содержание октопамина — сигнального вещества, провоцирующего пищевое поведение, особенно в условиях недостатка пищи. Наконец, мухи короткоживущей линии в среднем раньше погибали от голода, чем самки Oregon R.

Такие результаты дают право утверждать, что даже у молодых, еще не начавших стареть особей уже проявляются особенности физиологии, позволяющие оценить продолжительность их жизни. Также они подтверждают уже известные факты, что ускоренный обмен веществ и систематическое повышенное потребление пищи приближают старение. Наконец, работа российских и зарубежных биологов помогла выявить конкретные гены, от активности которых зависит срок жизни животных «дикого типа» — без специальных модификаций ДНК и близкородственных скрещиваний, способных исказить картину физиологии и биохимии старения.

Вам понравилась публикация?
Расскажите, что вы думаете, и мы подберем подходящие материалы

Течь в Марианской впадине оказалась вчетверо больше, чем ожидалось

Благодаря новым сейсмическим данным геологи выяснили, что за год из впадины утекает в недра Земли свыше ста тонн воды на метр разлома

Марианская впадина находится на  стыке двух тектонических плит — Тихоокеанской и Филиппинской. Тихоокеанская плита медленно движется в сторону Азии и подныривает под Филиппинскую, уходя в глубь низлежащего слоя, мантии. Вместе с собой плита уносит и воду, но точное количество утекающей в глубь планеты жидкости оставалось неясным. Работа исследователей, сотрудников университета штата Вашингтон и университета Стони-Брук в Нью-Йорке, позволила уточнить объемы «марианской течи».
Добавить в закладки
Комментарии

Чтобы получить картину происходящего на глубинах в десятки километров ниже самой глубокой впадины, ученые расставили на дне океана 19 сейсмометров, а еще семь аналогичных устройств разместили на островах; все вместе они регистрировали сейсмические волны, распространяющиеся внутри нашей планеты.

Сейсмические волны возникают как при землетрясениях, так и в ходе различных фоновых процессов, не сопровождающихся значимыми подземными толчками. Наблюдение за их распространением является стандартным методом изучения внутреннего строения планеты уже больше ста лет: именно благодаря отражению волн, расходящихся от землетрясения, в 1897 году немецкий исследователь Иоганн Вихерт обнаружил ядро Земли, а в наши дни «простукивание и прослушивание» недр повсеместно используется для поиска нефти. Точно так же теперь геологи смогли получить гораздо более качественные данные о строении глубинных слоев и точнее оценить содержание воды в увлекаемых внутрь мантии частях коры.

Схема расположения тектонических плит. Как правило, на месте стыков формируются либо горы, либо впадины; также в этих местах часто возникают вулканыUSGS, Bolelav1 / Wikimedia commons

Как оказалось, прошлые исследования давали число примерно в четыре раза меньшее, чем показало новое исследование. [ ... ]

Читать полностью

Съедобные лягушки удаляют ДНК друг друга ради размножения

За счет запрограммированного разрушения части ДНК гибриды двух близких видов лягушек избегают бесплодия.
Добавить в закладки
Комментарии

Сотрудники биологического факультета СПбГУ совместно с польскими коллегами показали, что выделенные в свой собственный вид съедобные лягушки (Pelophylax esculentus) — гибриды озерной лягушки (Pelophylax ridibundus) и прудовой лягушки (Pelophylax lessonae) — сохранили способность размножаться благодаря четко скоординированному процессу удаления ДНК одного из родителей из предшественников половых клеток. Особенно интересно, что при этом такие клетки не гибнут. Научная статья опубликована в журнале Scientific Reports.

Степень и характер родства съедобных, озерных и прудовых лягушек долгое время не могли установить. Их ареалы практически совпадают, и внешне они очень похожи. Ряд исследователей рассматривал всех этих лягушек как подвиды одного вида. В 1960-х годах благодаря появлению молекулярно-биологических методов стало понятно, что съедобные лягушки — это гибрид озерной и прудовой лягушки.

Нередко особи, получившиеся в результате скрещивания представителей двух разных видов, не могут давать потомство, так как число хромосом, переданных им от каждого из родителей, различно, поэтому во время деления половых клеток некоторые хромосомы не находят себе пару. В 1974 году зоолог Хайнц Тюннер, используя электрофорез белков, установил, что в половые клетки съедобных лягушек попадает ДНК только одного из родителей — либо прудовой, либо озерной лягушки. Таким образом, при образовании гамет у съедобных лягушек каким-то образом исчезает целый набор генов. Механизм этого явления до настоящего момента не был ясен.

Авторы работы, о которой идет речь, применили флуоресцентные метки, способные связываться с микросателлитами — короткими участками ДНК с повторяющимися последовательностями нуклеотидов. Состав микросателлитов различается у разных популяций одного вида, благодаря чему по нему можно, в частности, определить, чей геном содержится в половой клетке съедобной лягушки — ее прудового или озерного предка. Метки вводили в среду, поддерживающую жизнедеятельность срезов различных органов съедобных лягушек, в первую очередь яичников и семенников — мест образования гамет. После этого срезы изучали иммунофлуоресцентной и просвечивающей электронной микроскопией. [ ... ]

Читать полностью

Пересмотр систематики сотворил «ЦАРЯ» среди эукариот

А раньше его назвали бы водорослью или простейшим.
Добавить в закладки
Комментарии

Сотрудники Института внутренних вод им. И.Д. Папанина РАН совместно с коллегами из Уппсальского университета уточнили систематическое положение телонемий (Telonemia) — (клады) группы микроскопических одноклеточных эукариот, которые, по некоторым предположениям, представляют собой недостающее звено между фотосинтезирующими и гетеротрофными (т.е. неспособными самостоятельно образовывать органические вещества) организмами. Оказалось, что телонемии выступают в качестве «сестер» крупной группы эукариот, называемой SAR — Stramenopiles, Alveolata, Rhizaria. Вместе они образуют важную в эволюционном плане кладу TSAR (Telonemia + SAR), что можно прочитать как английское слово «царь». Препринт научной статьи опубликован на сервере biorXiv. Та часть работы, которую выполнили российские ученые, была поддержана грантом РНФ.

Современная систематика живых организмов существенно отличается от той, которая записана в школьных учебниках. С развитием методов секвенирования (чтения) генома организмы стали относить к тем или иным категориям на основе сходств и различий в строении их генов. Но поскольку количество генов у организмов различных видов неодинаково, а степень их отличий можно определять разными способами, определить положение конкретного таксона на «древе жизни» бывает весьма непросто. Сведения об их строении и физиологии не решают эту проблему, но часто провоцируют новые вопросы. Это верно для телонемий (Telonemia) — морских эукариот, единственная клетка организма которых несет два жгутика.

Известно всего два вида телонемий — Lateronema antarctica и Telonema subtile, и это одна из причин, почему сложно установить их систематическое положение: эти одноклеточные суммарно содержат слишком малое количество генов для сравнения их с генами остальных, самых непохожих друг на друга, организмов. Понятно только, что телонемии — древняя и своеобразная группа. Судя по строению их клеток, предки телонемий или очень похожие на них организмы представляли собой переходное звено от гетеротрофов, вынужденных питаться другими живыми организмами для получение органических веществ, к автотрофам, способным самостоятельно производить такие молекулы путем преобразования неорганических веществ (в данном случае — с помощью фотосинтеза). Для фотосинтеза необходимы специальные органеллы, которые, скорее всего, эукариоты получили, поглотив клетки способных к фотосинтезу прокариот.

Авторы новой статьи попробовали уточнить систематическое положение телонемий на основе последовательностей генов (точнее, их РНК) организмов, выловленных в Карском море. Их сравнили с 263 генами 234 видов эукариот, уже отсеквенированных в предыдущих исследованиях. На основании расхождений в генах ученые подтвердили, что телонемии действительно представляют собой отдельную группу эукариот. Но если раньше не было понятно, к каким уже существующим кладам она ближе всего, то новый анализ показал, что ближе всего они к супергруппе SAR, включающей в себя большинство водорослей, динофлагеллят (морских фотосинтезирующих одноклеточных в панцире), инфузорий (гетеротрофных одноклеточных), споровиков (к ним принадлежит и возбудитель малярии), фораминифер и радиолярий (их микроскопические раковины образуют мел и другие подобные осадочные породы), оомицет (фитофтора вызывает заболевания картофеля). [ ... ]

Читать полностью