-2007-Т. 20, № 4.-С. 36-39

А.А. Москалев, Е.Н. Плюснина

РЕЦЕССИВНАЯ ЛЕТАЛЬ В ЛОКУСЕ 6D1-7A2 Х-ХРОМОСОМЫ ПРИВОДИТ В ГЕТЕРОЗИГОТЕ К УВЕЛИЧЕНИЮ ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТИ ЖИЗНИ DROSOPHILA MELANOGASTER*

институт биологии Коми НЦ Уро рАН, 167982 Сыктывкар, ул. Коммунистическая, 28; e-mail: amoskalev@ib.komisc.ru

В результате демографического анализа выжи­ваемости различных линий дрозофил показано, что рецессивная леталь, находящаяся в локусе 6D1-7A2 хромосомы Х, по сравнению с линией дикого типа, в гетерозиготе приводит к замедлению скорости старе­ния (угла наклона траектории смертности), увеличению медианной (20%) и максимальной продолжительности жизни, оцененной через время 90% смертности (15­20%). Дальнейшие исследования (комплементаци-онный анализ) позволят выявить, идет ли речь о неиз­вестном гене продолжительности жизни, либо эффект обусловлен уже изученными мутациями.

Ключевые слова: дрозофила, старение, Х-хромосо-ма, гены продолжительности жизни.

Введение

Вопросы старения и длительности жизни интересо­вали исследователей на протяжении многих веков. Было предложено более 500 теорий старения [1], однако ни одна из них не нашла всестороннего подтверждения.

На данном этапе развития геронтологии стало оче­видно, что продолжительность жизни зависит от сто­хастических, средовых, генетических и эпигенетических факторов. Несмотря на то, что генетический вклад в естественное старение, по многим оценкам, невелик, данные экспрессионного анализа показывают, что ста­рение связано с возрастным изменением экспрессии оп­ределенных генов, а ряд мутаций способен приводить к значительному увеличению продолжительности жизни у таких эволюционно далеких организмов как дрожжи, нематоды, дрозофилы и млекопитающие [5]. При этом стоит отметить, что речь не идет, скорее всего, о специ­ализированных генах старения, а лишь о регуляции про­цессов, лежащих в основе общей стрессоустойчивости.

В настоящий момент известны более сотни генов, мутации в которых изменяют продолжительность жиз­ни. Мутации, приводящие к ее уменьшению, могут при­вносить новые патологии, укорачивающие жизнь, но не влияющие на возраст-зависимую компоненту смертнос­ти (скорость старения). Поэтому наибольший интерес биогеронтологов привлекают мутации, увеличивающие продолжительность жизни.

В результате ранее проведенных экспериментов, связанных с изучением влияния малых доз ионизиру­ющей радиации на линию дикого типа и мутантов по генам распознавания и репарации повреждений ДНК у Drosophila melanogaster, нами было показано, что у самок с генотипом y^!mei- 9^al(1)ESHS26¹ mei- 41^D5/ FM7c необычно высокая продолжительность жизни, как по сравнению с другими вариантами расщепления этой линии, линией дикого типа Canton-S, так и по сравнению с линиями, содержащими мутации только по гену mei-9 или mei-41. Было выдвинуто два пред­положения: 1) увеличение продолжительности жизни связано с одновременным присутствием мутаций mei-9 и mei-41 в генотипе (их комплементарным взаимо­действием) и 2) оно связано с присутствием рецессив­ной летали ESHS26¹ (локус 6D1-7A2). Для проверки гипотез был проведен демографический анализ линий, содержащих гены mei-9 и mei-41 в цис- и транс-поло­жении, а также разные рецессивные летали, располо­женные на Х хромосоме, в том числе в интересующем нас локусе 6D1-7A2.

Материалы и методы

Линии Drosophila melanogaster, использованные в работе. В работе исследована продолжительность жизни са­мок линии дикого типа Canton-S и мутантных самок с генотипами, представленными в табл. 1.

Та б л и ц а 1

Генотипы мутантных линий Drosophila melanogas­ter, использованные в работе

обозначения линий

5660

5661

5669

mei-41 /mei-9 5638

Генотипы исследуемых самок y¹mei-9^a l(1)ESHS26¹mei-41^D5/FM7c y¹mei-9^a l(1)ESHS27¹mei-41^D5/FM7c y¹mei-9^a l(1)ESHS52¹mei-41^D5/FM7c w,mei-41^D5/ mei-9^a,sw^20-14 l(1)ESHS301/FM7c

* работа поддержана «Программой фундаментальных исследований рАН», грантом Президента рФ для молодых докторов наук (МД-1266.2007.4).

36

УСПЕХи геронтологии • 2007 • Т. 20, № 4

Самки линий 5660,5661,5669 и mei-41 /mei-9 несут одновременно мутации гомолога гена протеинкиназы ATR, ответственной за распознавание повреждения ДНК (mei-41), и гомолога гена белка эксцизионной репарации XPF (mei-9). Кроме того, линии 5660, 5661 и 5638 несут рецессивные летальные аллели (ESHS26¹, ESHS27¹ и ESHS30¹ соответственно), находящиеся в локусе 6D1-7A2, а линия 5669 содержит леталь ESHS52¹ в локусе 19Е5-19Е7 хромосомы X [4].

Линии 5660, 5661, 5669 и 5638 были любезно предо­ставлены Bloomington Stocks Center, США. Вариант mei-41/mei-9 был получен в результате скрещивания.

Условия эксперимента. Животных содержали в стан­дартных условиях (25 °С, 12 ч свет/12 ч темнота) на дрожжевой среде.

Получение и статистическая обработка данных. Под­счёт числа умерших мух проводили ежедневно. один раз в неделю оставшихся в живых мух перемещали на свежую среду.

используя данные о смертности, находили вели­чину средней, медианной, минимальной, максималь­ной продолжительности жизни, гибели 90% особей выборки. Для оценки достоверности различий по продолжительности жизни применяли непарамет­рические критерии Гехана-Беслоу-Вилкоксона и Колмогорова-Смирнова [2].

Для выяснения скорости старения животных стро­или траектории смертности, представляющие собой зависимость натурального логарифма интенсивности смертности от возраста. Для описания распределе­ния смертности в когортах использовали уравнение Гомпертца [2]:

a(x)=Re^ax.

У всех видов стареющих животных с возрастом происходит экспоненциальное нарастание смерт­ности. Начало старения в популяции сопровождается резким увеличением темпа смертности (угла наклона траектории смертности). Таким образом, величина угла наклона отражает скорость старения в популя­ции, ей соответствует возраст-зависимый параметр а уравнения Гомптертца. Моменту начала смертности соответствует параметр R уравнения Гомпертца.

обработку полученных результатов производили в программах Statistica 6.0 и Winmodest.

Обсуждение результатов

В результате проведенного эксперимента были получены следующие данные по продолжительности жизни (табл. 2). У линий 5660, mei-41/mei-9, 5638 наблюдали достоверное увеличение медианной продол­жительности жизни по сравнению с линией дикого типа Canton-S (на 17-21%, 13% и 22% соответственно, р<0,001), у самок линии 5661 - достоверное умень­шение (на 36%, р<0,001). У линии 5669 изменение продолжительности жизни было недостоверно.

Аналогичные результаты получили и при сравнении показателей средней, максимальной продолжительнос­ти жизни и гибели 90% особей.

Представление о скорости смертности дает макси­мальная продолжительность жизни, поскольку предпо­лагается, что чем она выше, тем ниже скорость старения (меньше угол наклона траектории смертности, а значит и возраст-зависимая ее компонента). Вместо макси­мальной продолжительности жизни мы опирались на показатель гибели 90% особей, который в меньшей степени, чем максимальная продолжительность жизни, зависит от случайных отклоняющихся вариант. У самок линий 5660, mei-41/mei-9, 5638 он больше на 20%, 17% и 15%, соответственно, чем у самок линии дикого типа Canton-S. У самок линии 5669 не было изменения данного показателя по сравнению с самками Canton-S, а у самок 5661 наблюдалось его уменьшение на 17%.

Изменение продолжительности жизни может про­исходить либо в результате изменения скорости смерт­ности (отражающей скорость старения), либо за счет отсроченного или преждевременного старения

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35