دانشمندان کشف می کنند که حداکثر طول عمر پستانداران چه چیزی را هدایت می کند

دانشمندان مدتها است که تعجب کرده اند که چرا برخی از پستانداران به طرز چشمگیری طولانی تر از سایرین زندگی می کنند. در حالی که انسانها می توانند به سنین فراتر از یک قرن برسند ، نهنگ های خاصی از دو قرن فراتر می روند ، و فیل ها به راحتی دهه ها زندگی می کنند ، برخی از پستانداران کوچک مانند موش ها یا شلاق ها ، به سختی چند سال زنده می مانند. راز این تفاوت های جالب ممکن است در ژن های پستانداران پنهان باشد ، و یک مطالعه جدید باعث ایجاد نور جذاب بر این معمای تکاملی می شود.

یک تیم بین المللی از محققان ، به سرپرستی دکتر بنیامین پادیلا-مورالس از مرکز تحول میلر در دانشگاه حمام ، نشان داده است که حداکثر پتانسیل طول عمر (MLSP)-طولانی ترین طول عمر ثبت شده در یک گونه-از نزدیک با گسترش در خانواده های ژن مربوط به سیستم ایمن و اندازه مغز گره خورده است.

دکتر پادیلا-مورالس توضیح می دهد: “مدتی شناخته شده است که اندازه نسبی مغز با طول عمر ارتباط دارد.” “داشتن یک مغز بزرگتر به طور بالقوه مزایای رفتاری را ارائه می دهد. با این حال ، مطالعه ما همچنین نقش تعجب آور سیستم ایمنی بدن را برجسته می کند – نه فقط در مبارزه با بیماری ، بلکه در حمایت از عمر طولانی تر در تکامل پستانداران.”

محققان ژنوم را از ۴۶ گونه پستاندار ، از جمله نهنگ ، خفاش ، دلفین و موش مول بررسی کردند. بر خلاف طول عمر متوسط ​​، که به عوامل خارجی مانند شکارچیان یا در دسترس بودن مواد غذایی بستگی دارد ، MLSP محدودیت های بیولوژیکی طبیعی یک گونه را منعکس می کند. با کمال تعجب ، گونه هایی با طول عمر طولانی به طور مداوم در خانواده های ژن گره خورده با عملکردهای ایمنی نشان می دهند.

چرا ژنهای ایمنی بر طول عمر تأثیر می گذارند؟ محققان پیشنهاد می کنند که سیستم ایمنی بدن با از بین بردن سلولهای آسیب دیده ، کنترل عفونت ها و جلوگیری از تومورها ، به ارگانیسم ها کمک می کند. این گسترش ژنتیکی به سادگی مقاومت در برابر بیماری ها را تقویت نمی کند. به نظر می رسد آنها در محافظت از پستانداران در برابر کاهش مربوط به سن بسیار مهم هستند.

خفاش ها نمونه قابل توجهی را ارائه می دهند. علیرغم مغزهای کوچک آنها ، خفاش ها برای اندازه خود زندگی غیرعادی و سالم زندگی می کنند – اغلب ۲۰ سال یا بیشتر. محققان پس از بررسی ژنوم های خفاش ، انبارهای قابل توجهی را در ژنهای مرتبط با سیستم ایمنی کشف کردند. این تقویت ژنتیکی ممکن است به خفاش ها کمک کند که از شرایط مشترک سن ، مانند سرطان و عفونت های ویروسی جلوگیری کنند ، که به طور معمول طول عمر را محدود می کنند.

گسترش ژن ایمنی مشابه در موش های مول ، پستانداران کوچک که به دلیل سرپیچی از انتظارات طول عمر طبیعی شناخته می شوند ، ظاهر می شوند. موش های خال می توانند برای ده ها سال زنده بمانند ، یک شاهکار چشمگیر برای جوندگان. این الگوی به شدت به مقاومت در برابر سیستم ایمنی بدن به عنوان سنگ بنای تکامل طول عمر پستانداران اشاره دارد.

با این حال ، رابطه بین طول عمر و ژنتیک فقط مربوط به مصونیت نیست. محققان همچنین تأیید کردند که اندازه مغز نسبت به توده بدن به طور قابل توجهی با طول عمر طولانی تر ارتباط دارد. پستانداران با مغز بزرگتر ، مانند نهنگ ها و دلفین ها ، اغلب به طرز چشمگیری طولانی تر زندگی می کنند. به عنوان مثال ، دلفین ها می توانند تقریباً به ۴۰ سال برسند و گونه های خاص نهنگ از یک قرن فراتر می روند و این پیوند قوی بین اندازه مغز و طول عمر را منعکس می کنند.

با این حال ، این درست نیست. برخی از حیوانات با مغز کوچکتر به لطف عوامل ژنتیکی ایمنی هنوز هم می توانند به عمر طولانی برسند. این نشان می دهد که اندازه مغز و مقاومت ایمنی در کنار هم تکامل یافته و استراتژی های مکمل برای تقویت طول عمر ایجاد می کند.

دکتر Padilla-Morales خاطرنشان می کند ، “گونه های بزرگتر مغز فقط به دلایل زیست محیطی زندگی نمی کنند. ژنوم آنها نشان می دهد که در ژنهای مرتبط با بقا و نگهداری ، اندازه های موازی نشان می دهد.

مطالعات قبلی ژنهای منفرد مؤثر بر طول عمر ، مانند TP53 در فیل ها ، که باعث سرکوب تومورها یا ژنهای ترمیم DNA در نهنگ ها می شود ، شناسایی می شود. با این حال ، این تحقیق بر روندهای ژنومی گسترده تر و نه ژن های فردی تأکید می کند. به جای ترفندهای ژنتیکی کوچک ، تغییرات در مقیاس بزرگ در اندازه خانواده ژن در تکامل طول عمر بسیار مهم به نظر می رسد.

ژنهای مسئول ترمیم DNA ، تنظیم چرخه سلولی و مدیریت استرس اکسیداتیو اغلب در پستانداران طولانی مدت گسترش می یابند. این انبساط ها باعث افزایش توانایی ارگانیسم ها در حفظ یکپارچگی سلولی و کاهش حساسیت به بیماریهای مرتبط با پیری می شود.

دانشمندان همچنین خاطرنشان کردند که چگونه وقایع تکثیر ژن ، جایی که ژن ها در داخل ژنوم تکرار می شوند ، به طور قابل توجهی این انبارها را هدایت می کنند. در حالی که برخی از ژن های تکراری غیرفعال می شوند ، برخی دیگر نقش های جدیدی را به دست می آورند و باعث افزایش پیچیدگی بیولوژیکی و سازگاری یک ارگانیسم می شوند – عوامل کلید در گسترش طول عمر.

علیرغم پیشرفت چشمگیر ، سؤالات بی پاسخ باقی مانده است. محققان قصد دارند بیشتر ژنهای مرتبط با سرطان را که در مطالعه خود وجود دارد ، بررسی کنند. درک چگونگی تأثیر این ژن ها بر طول عمر ممکن است روشن کند که چرا طول عمر به طرز چشمگیری در بین پستانداران متفاوت است. چنین بینش هایی در نهایت می تواند منجر به دستیابی به موفقیت در پزشکی انسانی شود ، به ویژه برای بیماری های مرتبط با پیری.

تجزیه و تحلیل جامع ژنوم این تیم یک گام مهم به جلو است. این مطالعات قبلی را ادغام می کند و با حساب کردن عواملی مانند اندازه بدن ، اندازه مغز و پویایی جمعیت ، همه آنها را گسترش می دهد ، که همه برای تأثیرگذاری بر طول عمر شناخته شده اند. این رویکرد جامع تصویری واضح تر و دقیق تر از مبنای ژنتیکی طول عمر را ارائه می دهد.

این تحقیق بر قدرت ژنومیک مقایسه ای تأکید می کند ، و نشان می دهد که چگونه گسترش خانواده ژن طول عمر پستانداران را شکل می دهد. این یافته ها نه تنها به دانشمندان کمک می کند تا تاریخ تکاملی را درک کنند بلکه می توانند مداخلات بهداشتی آینده را راهنمایی کنند ، و به طور بالقوه چگونگی جلوگیری و درمان بیماری های مرتبط با پیری را تغییر می دهند.

برای انسان ، این کشف امکانات جذاب را ایجاد می کند. آیا تقویت برخی از ژنهای مرتبط با ایمنی منجر به زندگی طولانی تر و سالم تر می شود؟ آیا درک الگوهای طول عمر ژنتیکی می تواند درمان های بیماری های پیری مانند آلزایمر یا سرطان را بهبود بخشد؟ در حالی که این سؤالات سوداگرانه باقی می مانند ، تحقیقات به وضوح مقاومت در برابر ایمنی و پیچیدگی مغز را در قلب تکامل طول عمر قرار می دهد.

دکتر Padilla-Morales به طور خلاصه پیامدها را خلاصه می کند: “یافته های ما نشان می دهد که سیستم ایمنی بدن برای حفظ زندگی طولانی تر اساسی است. تغییرات گسترده ژنومی-مانند تکثیر و گسترش کل خانواده های ژن-در شکل دادن به طول عمر بسیار مهم است.”

درک این مکانیسم های تکاملی راه های مهیج را برای تحقیقات آینده و به طور بالقوه ، ماندگاری انسانی ارائه می دهد. با تحقیقات مداوم ، علم ممکن است روشهای جدیدی برای گسترش زندگی ، تقویت سلامت و کیفیت به خوبی در عصر پیشرفته باز کند.