Маленький червяк помог раскрыть секрет долголетия
Исследователи, изучающие старение, обнаружили, что сенсорные сигналы (прикосновение и запах) могут нейтрализовать положительные эффекты диеты, связанные с продлением жизни.
Предыдущие работы показали, что стресс, вызванный ограничением пищи, может увеличить продолжительность жизни.
Новое исследование лаборатории Скотта Лейзера департамента молекулярной и интегративной физиологии Медицинской школы Университета Мичигана показало связь между геном долголетия fmo-2, влиянием окружающей среды и поведением.
Работу, опубликованную в PNAS, провели на модельном организме — нематоде Caenorhabditis elegans и посмотрели, как сигналы окружающей среды и доступ к пище влияют на долголетие. По словам Лейзера, большинство типов метаболизма сохранены от червей до людей. И у людей, и у червей в ответ на внешние сигналы выделяются адреналин и дофамин.
Ранее работа в лаборатории Лейзера показала, что один только запах еды может компенсировать пользу, связанную с ограничением питания. Учёные решили проверить, могут ли другие сенсорные переживания также уменьшать ожидаемые преимущества долголетия, связанные с диетой.
Они поместили червей на слой бусинок, имитирующих ощущение от бактерии E. coli, с которым черви встречают во время еды.
Этого мягкого ощущения было достаточно, чтобы подавить активность гена FMO-2 и нивелировать эффект от диетических ограничений.
Эксперимент показал, что прикосновение активирует нейронные цепи, которые изменяют сигналы от клеток, выделяющих дофамин и тирамин (нейромедиатор с сосудосуживающим действием). Это снижает активность FMO-2 и уменьшает пользу диетических ограничений.
По словам Лейзера, самый важный вывод — это то, что эти цепи потенциально можно регулировать. «Если бы мы смогли вызвать активность fmo-2, без сокращения пищи, мы могли бы активировать стрессовый ответ и “обмануть” мозг, заставляя его считать, что вы долгожитель», — сказал он.
Однако для этого необходимо понять и другие роли, которые выполняет фермент FMO-2 в живых организмах. В отдельном исследовании, опубликованном в Science Advances, команда обнаружила, что этот фермент влияет на поведение сильнее, чем предполагалось.
Генетически модифицированные черви показывали минимальную реакцию на изменения в окружающей среде. Они не уклонялись от потенциально опасных бактерий и после короткого голодания не замедлялись для поиска пищи, как обычно делают черви.
Черви, у которых полностью отсутствовал, также реже исследовали своё окружение по сравнению с обычными. Оба эти изменения поведения связаны с изменённым метаболизмом аминокислоты триптофана.
«Кажется, любой способ продлить жизнь связан с возможными побочными эффектами — и одной из таких может быть изменение поведения», — сказал Лейзер.
Эта работа подчёркивает, насколько тесно связаны мозг, метаболизм и окружающая среда. В будущем эти пути могут стать мишенями для продления жизни без необходимости строгих диет, считают учёные.
Генов долголетия — сотни тысяч, но хорошо изучено на сегодняшний день только несколько. Генетике в долголетии отводится в среднем 25%. Остальное — образ жизни, питание и факторы окружающей среды.