Тайны подводных долгожителей: какие морские обитатели бросают вызов старению и как им это удается

Глубины Мирового океана хранят удивительную тайну: здесь обитают существа, способные жить столетиями и даже тысячелетиями, практически не старея. Об уникальных биохимических механизмах морских долгожителей, изучение которых может перевернуть наши представления о старении и регенерации, Vokrugsveta.ru рассказала руководитель биологической службы Центра океанографии и морской биологии «Москвариум» Ирина Мейнцер.

5 удивительных морских долгожителей

Алеутский морской окунь

Алеутский морской окунь (Sebastes aleutianus) может прожить более 200 лет. При этом он демонстрирует так называемое пренебрежимое старение: физиологическое состояние, репродуктивная способность и гены этих рыб практически не ухудшаются с возрастом.

Исследования алеутского морского окуня выявили, что эти тихоокеанские долгожители обладают исключительной антиоксидантной защитой: количество окисленного белка и поврежденной ДНК у них значительно ниже, чем у животных с обычной продолжительностью жизни.

Причина кроется в большом количестве копий генов, отвечающих за ремонт ДНК и подавление воспалений, а также в наличии особых генов, регулирующих обмен веществ. Кроме того, обитание в холодных водах Тихого океана помогает экономить энергию и замедляет старение благодаря снижению скорости метаболизма — это характерная черта многих морских долгожителей.

Гренландская акула

Настоящими рекордсменами долголетия среди позвоночных являются гренландские акулы (Somniosus microcephalus). Эти хищники способны прожить от 272 до 512 лет, достигая половой зрелости лишь в возрасте около 150 лет. В 2016 году анализ хрусталика глаза одной из особей показал, что ей около 392 лет — это делает гренландскую акулу одним из старейших известных позвоночных.

Секрет долголетия этих акул кроется в чрезвычайно медленном метаболизме, который позволяет им обходиться минимальным количеством кислорода, что, в свою очередь, снижает выработку свободных радикалов — молекул, повреждающих клеточные структуры. Кроме того, у этих акул обнаружены обширные генетические семейства, отвечающие за восстановление ДНК. Это помогает им подавлять развитие опухолей и эффективно регенерировать клетки.

Океанические венусы

Прожить дольше гренландских акул способны некоторые морские беспозвоночные. Например, океанические венусы — двустворчатые моллюски вида Arctica islandica — могут существовать четыре века и более. В 2006 году исследователи обнаружили особь венуса возрастом около 507 лет. Ей дали имя Мин — в честь династии, правившей во время ее рождения.

Эти моллюски обладают исключительной устойчивостью к окислительному стрессу благодаря адаптациям митохондрий, которые позволяют им переносить периоды аноксии (без кислорода) и резкого возвращения кислорода, что является ключом к их невероятно долгой жизни.

Черные кораллы

На звание абсолютных рекордсменов долголетия претендуют представители отряда черных кораллов (Anthozoa). Эти организмы, внешне напоминающие подводные растения, могут жить до 4000 лет и более. Об этом свидетельствуют результаты радиоуглеродного датирования колец роста черных кораллов Leiopathes glaberrima у побережья Гавайских островов. По данным этого исследования, их возраст составляет 4265 (±44) лет, что делает их самыми долгоживущими из известных науке организмов на Земле.

Секрет долголетия черных кораллов кроется в уникальной способности постоянно обновлять клетки и очень медленно расти. Каждый коралл состоит из нескольких одинаковых организмов — полипов, которые постоянно размножаются и замещают себя копиями.

Бессмертная медуза

Особый интерес для науки представляет медуза Turritopsis dohrnii, способная обращать процесс старения вспять. Когда взрослая медуза начинает ощущать приближение старости или оказывается в неблагоприятных условиях, она прикрепляется ко дну и трансформируется обратно в полип — молодую стадию своего развития.

Ученые обнаружили, что у этой медузы в два раза больше генов, защищающих и восстанавливающих ДНК, что фактически наделяет ее биологическим бессмертием.

Какие еще секреты хранят морские долгожители

Сохранение теломер

Ключевую роль в долголетии некоторых подводных организмов играет сохранение теломер — защитных «колпачков» на концах хромосом, которые укорачиваются при каждом делении клетки. Морские долгожители обладают механизмами, позволяющими эффективно поддерживать длину теломер, что значительно замедляет клеточное старение.

На молекулярном уровне этот процесс часто связан с повышенной активностью сиртуинов — особого семейства ферментов, отвечающих за восстановление повреждений ДНК и регуляцию метаболизма. Сиртуины действуют в тесной связке с коферментом НАД+, который служит индикатором уровня клеточной энергии. Вместе эта система «чувствует» доступные ресурсы и точечно адаптирует жизненные процессы организма, продлевая его здоровье.

Удивительные способности к регенерации

Феноменальная способность к регенерации — еще один секрет долгой жизни некоторых морских обитателей. Например, морские звезды могут отращивать утраченные лучи, а плоские черви планарии способны восстановить целое тело из мельчайшего фрагмента ткани.

Гидрактиния — маленькое морское существо, обитающее на панцирях крабов-отшельников — способна регенерировать полностью новое тело только из своего рта. Морские черви нереисы восстанавливают утраченные части тела за 5–7 дней благодаря тому, что их клетки теряют специализацию и превращаются в аналоги стволовых клеток.

Ключевую роль в этом процессе играют фибробластические факторы роста — белки, запускающие активное деление клеток.

Медицинские перспективы

Возможно, именно в глубинах океана скрываются ключи к величайшей тайне человечества — секрету долголетия и здоровья. Именно поэтому ученые активно исследуют удивительные свойства морских долгожителей и пытаются применять полученные знания в медицине.

Например, астаксантин — мощный антиоксидант из морских рачков — демонстрирует потенциал для улучшения здоровья сердечно-сосудистой системы и зрения, поскольку его антиоксидантная активность в 6000 раз превышает активность витамина C. Белки FGF, обнаруженные у морских червей, обладают универсальным механизмом действия, применимым к человеческим клеткам. Уже сейчас их используют для выращивания культур клеток и разработки препаратов для заживления ран.

Исследования морской регенерации открывают перспективы для восстановления утраченных или поврежденных органов, а генетические маркеры долголетия, выявленные у морских видов, помогают развивать персонализированную медицину.