Секрет лінивців розкрито: як унікальна ДНК допомагає їм жити з найповільнішим метаболізмом

Лінивці давно вважаються одними з найдивовижніших тварин на планеті. Вони є найповільнішими ссавцями у світі, мають надзвичайно низький рівень метаболізму та не підтримують постійну температуру тіла так, як більшість інших теплокровних тварин.

Результати дослідження опубліковані у науковому журналі BMC Biology.

У ДНК лінивців знайшли «гени, що стрибають»

Дослідники проаналізували геном двопалого лінивця (Choloepus didactylus) та порівняли його з ДНК десятків інших ссавців, зокрема мурахоїдів і броненосців, які є його близькими родичами.

Особливу увагу науковців привернули так звані транспозони або «стрибаючі гени» — фрагменти ДНК, здатні копіюватися та переміщуватися в різні ділянки геному.

Такі генетичні елементи відіграють важливу роль в еволюції видів. Аналіз показав, що у предків сучасних лінивців ці «стрибаючі гени» активно змінювали геном понад 30 мільйонів років.

Ключ до розгадки — у клітинних «електростанціях»

Найцікавіше відкриття полягало в тому, що багато з виявлених генетичних послідовностей пов’язані з мітохондріями — структурами всередині клітин, які виробляють енергію для роботи організму.

За словами співавторки дослідження Каміли Маццоні з Інституту досліджень зоопарків і дикої природи імені Лейбніца в Німеччині, лінивці могли виробити своєрідні генетичні механізми компенсації.

«Наші результати свідчать про те, що лінивці могли еволюціонувати таким чином, щоб створити генетичні „резервні системи“, які допомагають компенсувати особливості їхніх мітохондрій і підтримують унікальний спосіб життя», — пояснила дослідниця.

Науковці припускають, що через низькі енергетичні потреби клітин у мітохондріях лінивців накопичувалися мутації. Водночас «стрибаючі гени» могли створювати альтернативні генетичні механізми, які дозволяли організму нормально функціонувати.

Чому це важливо для людей

Дослідники вважають, що вивчення лінивців може мати практичне значення для медицини.

Багато людських захворювань пов’язані саме з порушенням роботи мітохондрій та процесів вироблення енергії. Серед них:

• діабет;

• вікові захворювання;

• нейродегенеративні хвороби;

• м’язова атрофія;

• хвороба Паркінсона.

Молекулярний біолог Педро Галанте з лікарні Sírio-Libanês у Бразилії зазначає, що лінивці можуть стати природною моделлю для вивчення того, як організми залишаються здоровими навіть за умов дуже низького енергоспоживання.

У перспективі це може допомогти в дослідженнях старіння, метаболічних розладів, інтенсивної терапії, збереження тканин для трансплантації та навіть тривалих космічних місій.

Еволюція провела мільярди експериментів

Водночас учені наголошують, що подальші дослідження необхідні. У людей активність транспозонів інколи пов’язують із розвитком онкологічних захворювань, тому особливо цікаво зрозуміти, чому лінивці добре переносять такі генетичні зміни.

Наступним кроком стане детальне вивчення генів, які зберігалися у геномі лінивців десятки мільйонів років, щоб з’ясувати їхню роль у роботі мітохондрій та обміні речовин.

«Еволюція вже провела мільярди експериментів. Вивчаючи незвичайних тварин, таких як лінивці, ми інколи знаходимо біологічні рішення, яких люди ніколи не виробили самостійно», — підсумувала біоінформатикиня Марсела Уліано-Сілва з Інституту Wellcome Sanger у Великій Британії.

Тривожна жінка / © ТСН Наливка з шовковиці Прапор Ірану / © Associated Press Відключення світла / © УНІАН