Ученые пришли к выводу, что в организме североамериканского желтобрюхого сурка прекращаются процессы старения, когда сурок впадает в зимнюю спячку. Проснувшись весной, сурки вновь начинают стареть.
Желтобрюхие сурки (Marmota flaviventris) обитают на горных лугах на высотах около 2000 метров над уровнем моря в западной части США и сопредельных районах Канады. Их вес достигает пяти килограммов. Они живут в норах колониями до двадцати особей с одним доминирующим самцом. Сурки ведут дневной образ жизни и питаются растениями, насекомыми и птичьими яйцами. Они впадают в спячку в сентябре, и она длится примерно восемь месяцев.
Продолжительность жизни желтобрюхих сурков — около пятнадцати лет, что значительно больше, чем ожидалось бы от млекопитающих их размера. Долгожительство сурков связывают с метаболическими изменениями, которые происходят, когда они впадают в глубокую спячку.
Согласно предыдущим исследованиям, продолжительность жизни впадающих в спячку видов, как правило, больше, чем у не впадающих, так как они менее подвержены риску нападения хищников и воздействию патогенов. Однако в новом исследовании ученые предполагают, что спящий режим может полностью остановить старение.
Спячка характеризуется длительными периодами подавления метаболизма (оцепенение) продолжительностью две недели или более, чередующимися с короткими периодами повышенного метаболизма (возбуждение), которые длятся всего несколько часов. Циклы оцепенения-возбуждения происходят неоднократно во время одной спячки. Ученые выдвинули гипотезу, что процессы, контролирующие переход между состояниями оцепенения и возбуждения, вызывают подавление старения.
Исследование было сосредоточено на самках сурков, потому что они остаются рядом со своими родовыми норами на протяжении всей своей жизни, тогда как самцы могут покидать родную колонию. В течение 14 лет ученые каждые две недели собирали образцы крови у 73 самок сурков. Авторы работы определяли эпигенные маркеры, естественные изменения ДНК, которые развиваются с возрастом, в частности метилирование ДНК. Оказалось, что в ходе восьмимесячной спячки у сурков метилирование ДНК практически прекращается, то есть с биологической точки зрения сурок не стареет с момента впадения в спячку.
Находка может помочь врачам в разработке более эффективных способов сохранения органов для трансплантации путем предотвращения метилирования ДНК на тканях. Также, возможно, ученым удастся найти способ имитировать спячку для долгосрочных космических полетов, выходящих за рамки типичной продолжительности жизни человека.
Результаты исследования представлены в журнале Nature Ecology and Evolution.
