DNA-Abbildung. Tuckraider/iStock
Säugetiere haben alle Arten von Lebenserwartungen, die von sechs Monaten bis zu 200 Jahren reichen. Dies ist eine Tatsache, die Wissenschaftler auf der ganzen Welt oft verwirrt hat.
Nun, Forscher aus Das Wellcome Sanger Institute in Cambridge hat dieses Rätsel möglicherweise gelöst, und die Lösung hängt mit der Geschwindigkeit genetischer Schäden zusammen.laut Pressemitteilung von der Institution am Mittwoch veröffentlicht. Ihre Arbeit analysierte die Genome von 16 Säugetierarten von Mäusen bis zu Giraffen und fand heraus, dass je länger die Lebensdauer einer Art ist, desto langsamer die Geschwindigkeit, mit der DNA-Mutationen treten auf.
Verlangsamung der Rate von DNA-Mutationen
Dies bedeutet, dass die langlebigen Tiere diejenigen sind, die in der Lage sind, ihre Rate an DNA-Mutationen unabhängig von ihrer Größe erfolgreich zu verlangsamen.
„Es war überraschend, ein ähnliches Muster genetischer Veränderungen bei so unterschiedlichen Tieren wie einer Maus und einem Tiger zu finden. Aber der aufregendste Aspekt der Studie muss die Feststellung sein, dass die Lebensdauer umgekehrt proportional zur somatischen Mutationsrate ist.Dies deutet darauf hin, dass somatische Mutationen beim Altern eine Rolle spielen könnten, obwohl alternative Erklärungen möglich sein könnten. In den nächsten Jahren wird es faszinierend sein, diese Studien auf noch vielfältigere Arten wie Insekten oder Pflanzen auszudehnen", sagte Dr. Alex Cagandes Wellcome Sanger Institute und Co-Autor der neuen Studie.
Zum Vergleich: Mäuse durchlaufen 796 Mutationen pro Jahr, was zu einem kurzen Leben von 3,7 Jahren führt, während der durchschnittliche Mensch nur 47 Mutationen durchmacht, was zu einer Lebensdauer von 83,6 Jahren führt. Die Forscher überprüften weiter die genetischen Fehler in den Stammzellen der Arten und fanden heraus, dass die durchschnittliche Anzahl von Mutationen am Ende einer Lebensspanne bei allen Arten bei etwa 3.200 lag.
Das Ergebnis mehrerer Formen molekularer Schäden
„Altern ist ein komplexer Prozess, das Ergebnis vielfältiger Formen molekularer Schäden in unseren Zellen und Geweben. Seit den 1950er Jahren wurde spekuliert, dass somatische Mutationen zum Altern beitragen, aber ihre Untersuchung blieb schwierig. Mit den jüngsten Fortschritten in der DNA-SequenzierungTechnologien können wir endlich die Rolle untersuchen, die somatische Mutationen beim Altern und bei mehreren Krankheiten spielen. Dass dieses vielfältige Spektrum von Säugetieren sein Leben mit einer ähnlichen Anzahl von Mutationen in ihren Zellen beendet, ist eine aufregende und faszinierende Entdeckung", sagte Dr. Inigo Martincorena, der leitende Autor der Studie.
Die Studiewurde veröffentlicht im Tagebuch Natur.
Studienzusammenfassung:
Die Raten und Muster somatischer Mutationen in normalen Geweben sind außerhalb des Menschen weitgehend unbekannt. Vergleichende Analysen können Aufschluss über die Vielfalt der Mutagenese zwischen den Arten und über langjährige Hypothesen über die Entwicklung somatischer Mutationsraten und ihre Rolle bei Krebs gebenund Alterung. Hier führten wir eine Gesamtgenomsequenzierung von 208 Darmkrypten von 56 Individuen durch, um die Landschaft der somatischen Mutation bei 16 Säugetierarten zu untersuchen. Wir fanden heraus, dass die somatische Mutagenese bei allen Arten von scheinbar endogenen Mutationsprozessen dominiert wurde, einschließlich der 5-Methylcytosin-Desaminierungund oxidative Schäden. Mit einigen Unterschieden ähnelten die Mutationssignaturen bei anderen Arten denen, die beim Menschen beschrieben wurden.8, obwohl der relative Beitrag jeder Signatur zwischen den Arten variierte. Bemerkenswerterweise variierte die somatische Mutationsrate pro Jahr stark zwischen den Arten und zeigte eine starke umgekehrte Beziehung zur Lebensdauer der Art, wobei kein anderes untersuchtes Merkmal der Lebensgeschichte eine vergleichbare Assoziation zeigte. TrotzAufgrund der sehr unterschiedlichen Lebensgeschichten der von uns untersuchten Arten – einschließlich einer etwa 30-fachen Lebensspanne und einer etwa 40.000-fachen Körpermasse – variierte die somatische Mutationslast am Ende der Lebensspanne nur um einen Faktor von etwa 3. Diese Daten enthüllen GemeinsamkeitenMutationsprozesse bei Säugetieren und deuten darauf hin, dass somatische Mutationsraten evolutionär eingeschränkt sind und ein Faktor sein können, der zum Altern beiträgt.