Ученые определили ключевые аспекты процесса старения

Результаты исследования были опубликованы в журнале Molecular Biology and Evolution.

Митохондрии — это особые компоненты клеток, которые есть у большинства многоклеточных организмов, включая человека. Их часто называют «энергетическими станциями» клетки, потому что они производят большую часть энергии, необходимой для жизнедеятельности, с помощью процесса, называемого клеточным дыханием.

У митохондрий есть свой собственный генетический материал, который отличается от «основной» ДНК клетки, находящейся в ядре. В то время как ядерная ДНК наследуется от обоих родителей, митохондриальная ДНК (мтДНК) передаётся почти исключительно от матери.

Исследователи отметили, что механизмы изменения состава геномов в разных компонентах клетки различаются, но и там, и там мутации могут привести к заболеваниям и преждевременному старению.

Накопление повреждённых молекул мтДНК в тканях, которые обновляются редко (например, в мышцах и нейронах), может привести к дегенеративным заболеваниям и ухудшению функций организма.

Коллектив исследователей из Балтийского федерального университета имени Иммануила Канта (БФУ) совместно с коллегами из МГУ имени М. В. Ломоносова, Медико-генетического научного центра имени академика Н. П. Бочкова, Института молекулярной и клеточной биологии Сибирского отделения РАН, а также с учёными из Великобритании, Германии, Китая, США и Франции определили основные причины повреждения мтДНК в организме хордовых животных, включая рыб, птиц, амфибий, рептилий и млекопитающих.

Результаты исследования были опубликованы в журнале Molecular Biology and Evolution.

Мы предполагаем, что мутации могут возникать по трём причинам: ошибки в копировании митохондриальной ДНК, воздействие окислительного стресса на клетку и проблемы с восстановлением генома.

В ходе исследования геномов 1697 видов из пяти различных классов организмов мы обнаружили, что первая причина вносит такой же вклад, как и две другие вместе взятые, — сообщил один из авторов исследования, младший научный сотрудник Центра геномных исследований БФУ Дмитрий Ильющенко.

Специалист отметил, что такие наборы генетических данных (мутационные спектры) митохондриальной ДНК могут помочь не только понять механизмы старения, но и восстановить эволюционные связи между видами, а также проследить, как они адаптировались к изменениям окружающей среды.

На данный момент это первый мутационный спектр митохондриальной ДНК, созданный для хордовых животных. Он информативен, поскольку учитывает не только изменения отдельных азотистых оснований в геноме, но и соседние нуклеотиды. Это позволяет нам выявлять мутации, которые сохраняются в течение длительного времени и являются общими для разных классов организмов, — объяснил Ильющенко.

Специалисты планируют более подробно изучить участки митохондриальной ДНК других классов животных, чтобы подтвердить свою гипотезу и найти новые данные. Исследование было проведено при поддержке федеральной программы «Приоритет-2030».