Секрет ленивцев раскрыт: как уникальная ДНК помогает им жить с самым медленным метаболизмом

Ленивцы давно считаются одними из самых удивительных животных на планете. Они являются самыми медленными млекопитающими в мире, имеют очень низкий уровень метаболизма и не поддерживают постоянную температуру тела, как большинство других теплокровных животных.

Результаты исследования были опубликованы в научном журнале BMC Biology.

В ДНК ленивцев нашли «прыгающие гены»

Исследователи проанализировали геном двухпалого ленивца (Choloepus didactylus) и сравнили его с ДНК десятков других млекопитающих, в частности муравьедов и броненосцев, которые являются его близкими родственниками.

Особое внимание ученых привлекли так называемые транспозоны или прыгающие гены — фрагменты ДНК, способные копироваться и перемещаться в разные участки генома.

Такие генетические элементы играют немаловажную роль в эволюции видов. Анализ показал, что у предков современных ленивцев эти «прыгающие гены» активно меняли геном более 30 миллионов лет.

Ключ к разгадке — в клеточных «электростанциях»

Самое интересное открытие заключалось в том, что многие из выявленных генетических последовательностей связаны с митохондриями — структурами внутри клеток, производящих энергию для работы организма.

По словам соавторки исследования Камилы Маццони из Института исследований зоопарков и дикой природы имени Лейбница в Германии, ленивцы могли выработать своеобразные генетические механизмы компенсации.

«Наши результаты свидетельствуют о том, что ленивцы могли эволюционировать таким образом, чтобы создать генетические „резервные системы“, которые помогают компенсировать особенности их митохондрий и поддерживают уникальный образ жизни», — пояснила исследовательница.

Ученые предполагают, что из-за низких энергетических потребностей клеток в митохондриях ленивцев накапливались мутации. В то же время «прыгающие гены» могли создавать альтернативные генетические механизмы, позволявшие организму нормально функционировать.

Почему это важно для людей

Исследователи считают, что изучение ленивцев может иметь практическое значение для медицины.

Многие человеческие заболевания связаны именно с нарушением работы митохондрий и процессов выработки энергии. Среди них:

• диабет;

• возрастные заболевания;

• нейродегенеративные болезни;

• мышечная атрофия;

• болезнь Паркинсона.

Молекулярный биолог Педро Галанте из больницы Sirio-Libanês в Бразилии отмечает, что ленивцы могут стать естественной моделью для изучения того, как организмы остаются здоровыми даже при очень низком энергопотреблении.

В перспективе это может помочь в исследованиях старения, метаболических расстройств, интенсивной терапии, сохранении трансплантационных тканей и даже длительных космических миссий.

Эволюция провела миллиарды экспериментов

В то же время ученые отмечают, что дальнейшие исследования необходимы. У людей активность транспозонов иногда связывают с развитием онкологических заболеваний, поэтому особенно интересно понять, почему ленивцы хорошо переносят такие генетические изменения.

Следующим шагом станет детальное изучение генов, которые хранились в геноме ленивцев десятки миллионов лет, чтобы выяснить их роль в работе митохондрий и обмене веществ.

Эволюция уже провела миллиарды экспериментов. Изучая необычных животных, таких как ленивцы, мы иногда находим биологические решения, которые люди никогда не выработали самостоятельно», — подытожила биоинформатикиня Марсела Улиано-Силва из Института Wellcome Sanger в Великобритании.

Тревожная женщина / © ТСН Наливка из шелковицы Флаг Ирана / © Associated Press Отключение света / © УНИАН