Ученые обнаружили новый механизм, влияющий на продолжительность жизни млекопитающих

Совместное исследование ученых из Калифорнийского университета в Риверсайде и Университета Южной Калифорнии раскрывает, как процесс альтернативного сплайсинга, часто описываемый как «редактирование» генетического рецепта, может объяснить, почему некоторые млекопитающие живут значительно дольше других.

Опубликованное в Nature Communications исследование, в котором сравнивалась обработка РНК у 26 видов млекопитающих с максимальной продолжительностью жизни от 2,2 до 37 лет (разница более чем в 16 раз), показало, что изменения в том, как гены подвергаются сплайсингу, играют ключевую роль в определении максимальной продолжительности жизни — даже более важную, чем просто активность генов.

«Мы давно знали, что экспрессия генов, вероятно, влияет на контроль продолжительности жизни, но наше исследование показывает, как редактирование этих генов через сплайсинг предлагает новое, параллельное измерение этого процесса», — сказал Сика Чжэн, соавтор исследования и профессор биомедицинских наук в Школе медицины UCR. «Это похоже на открытие скрытого слоя генетического контроля, который формирует продолжительность жизни способами, которые мы ранее не осознавали».

Как альтернативный сплайсинг увеличивает разнообразие

Альтернативный сплайсинг — это естественный процесс, при котором один ген может производить несколько версий мРНК (и, следовательно, разных белков) путем включения или пропуска определенных генетических сегментов. Он увеличивает биологическое разнообразие без добавления новых генов, позволяя организмам адаптироваться и функционировать более сложными способами.

Проанализировав шесть типов тканей, включая мозг, у видов с широким диапазоном продолжительности жизни, исследователи обнаружили, что многие связанные с продолжительностью жизни паттерны сплайсинга являются общими для разных видов, но демонстрируют уровни, коррелирующие с максимальной продолжительностью жизни вида. Интересно, что в мозге было обнаружено вдвое больше событий сплайсинга, связанных с продолжительностью жизни, по сравнению с другими тканями.

«Это, вероятно, отражает специализированные функции мозга и его регуляторную сложность, поскольку многие факторы сплайсинга экспрессируются только в нервной ткани», — пояснил Чжэн. «Эти находки идентифицируют мозг как ключевой сайт регуляции продолжительности жизни и предполагают, что долголетие сильно зависит от поддержания и адаптивности нервной системы. Специфичный для мозга сплайсинг может поэтому быть перспективной мишенью для продления здорового старения и предотвращения нейродегенеративных заболеваний».

Генетическое программирование и последствия для старения

Исследование также показало, что связанный с продолжительностью жизни сплайсинг является генетически запрограммированным и строго контролируется РНК-связывающими белками, а не является побочным продуктом старения.

«Это предполагает, что более долгоживущие виды могли развить молекулярные программы, которые оптимизируют сплайсинг для долголетия, позволяя активно модифицировать регуляцию продолжительности жизни в ответ на влияние окружающей среды», — сказал Чжэн, директор Центра биологии и медицины РНК в UCR.

Исследователи обнаружили, что когда паттерны сплайсинга, связанные с продолжительностью жизни и старением, перекрывались, вовлеченные белки часто имели гибкие регионы, которые помогают клеткам справляться со стрессом и повреждениями.

«Наше исследование идентифицирует сплайсинг как отдельный, независимый от транскрипции слой контроля продолжительности жизни, открывая новые молекулярные мишени для повышения устойчивости и здорового старения», — заявил Чжэн.

Для Чжэна и его команды исследование послужило напоминанием, что геном более динамичен и сложен, чем обычно принято считать.

«Сплайсинг расширяет наши представления о долголетии и о том, как мы можем на него влиять», — заключил Чжэн.

В исследовании также участвовал Лян Чен, профессор количественной и вычислительной биологии в Университете Южной Калифорнии и соавтор работы, а также исследователи из их лабораторий.

Больше информации: Wei Jiang et al, The implications of alternative splicing regulation for maximum lifespan, Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-65339-1

Источник: University of California - Riverside