Крупные звери мутируют не спеша

Млекопитающие разного размера и с разной продолжительностью жизни накапливают примерно одинаковое количество мутаций.

Всю жизнь в нашей ДНК накапливаются мутации. Клетки пытаются их исправлять, но со временем мутаций становится всё больше, и в результате они запускают разные болезни. Самая известная и, наверное, самая тяжёлая мутационная неприятность — это рак, но считается, что старение в целом есть результат накопления неисправленных ДНК-дефектов. Отсюда можно сделать вывод, что у тех, кто живёт дольше, мутации накапливаются не так быстро. И хотя гипотеза о взаимосвязи быстрого старения и скорости накопления мутаций возникла едва ли не в середине прошлого века, достаточно корректно проверить её удалось только сейчас.

Лучше всего здесь было бы взять разные виды млекопитающих. Сотрудники Института Сенгера так и сделали: вместе с коллегами из Лондонского зоологического общества и Немецкого центра исследования рака они проанализировали мутации у шестнадцати видов зверей, среди которых были мышь, тигр, жираф, человек и другие. Клетки брали из кишечного эпителия. Таких образцов было более двухсот, и в каждом случае исследователи прочитывали геном почти полностью, и прочитывали так, чтобы мутации от разных видов можно было сопоставить друг с другом.

В статье в Nature говорится, что у разных видов число мутаций увеличивалось линейно и одними и теми же способами. Ни образ жизни, ни рацион на механизм мутаций не влияли, и никаких особых скачков в них не происходило. Разница была в скорости: у видов с короткой жизнью мутации накапливались быстрее, чем у видов-долгожителей. То есть если построить зависимость мутаций от времени, то и у мыши, и у человека, и у жирафа это будут прямые линии, только у мыши линия будет намного круче; и молекулярные особенности дефектов в ДНК у всех троих будут очень похожи.

Другой результат касается парадокса Пето, о котором мы несколько раз писали: суть его в том, что у крупных животных вероятность онкозаболеваний должна быть больше, чем у мелких. У крупных животных больше клеток, а поскольку опухоли возникают из мутантных клеток, то логично, что для тех, у кого клеток больше, опухоль более вероятна. Парадокс же в том, что слоны, например, болеют онкозаболеваниями реже, чем люди. И вот сейчас новые данные говорят о том, что количество мутаций мало зависит от массы тела.

То есть, скажем, жираф больше мыши в 40 тысяч раз, а человек живёт в 30 раз дольше, чем она — однако количество мутаций, с которыми они приходят к концу жизни, отличается примерно раза в три.

То есть мутации, во-первых, это явно один из главных факторов старения, а во-вторых, у крупных животных должны быть какие-то механизмы, которые сдерживают накопление мутаций по мере увеличения массы тела. Мы рассказывали о том, как удаётся избегать рака слонам и как удаётся избегать рака голым землекопам, которые очень невелики, но при этом живут намного дольше, чем другие звери такого же размера. Возможно, у других крупных зверей — жирафов, тигров, медведей и пр. — работают схожие антимутационные стратегии, а возможно, что и нет. В любом случае, было бы хорошо узнать, как большим животным удаётся мутировать не спеша.