Когда ученые хотят изучить старение и способы его замедления, они часто обращаются к микроскопическим червям или лабораторным мышам, среди прочих моделей. Первые слишком отличаются от людей, а вторые слишком дороги и требуют слишком много времени для изучения. Но появилась новая модель, которая потенциально может помочь нам повернуть время вспять, — это шелкопряд (Bombyx mori).
В центре внимания исследований старения находится молекула NAD⁺ (никотинамид аденин динуклеотид), которая присутствует во всех живых клетках и регулирует метаболизм, продолжительность жизни и восстановление ДНК. С возрастом уровень NAD⁺ снижается, что приводит к нарушению восстановления ДНК и повышению уязвимости к возрастным заболеваниям, а также к другим проблемам. Однако поиск подходящей животной модели для изучения этого процесса остается сложной задачей.
Шелкопряды и долголетие
В статье, опубликованной в журнале Insect Science , исследователи из Юго-Западного университета в Чунцине, Китай, хотели определить, могут ли тутовые шелкопряды быть подходящими моделями для этого исследования. Они имеют много общих генов с человеком, короткий жизненный цикл и легко разводятся. Однако исследования механизмов старения NAD⁺ у тутовых шелкопрядов ограничены.
Исследовательская группа изучила шесть различных штаммов тутового шелкопряда. Они отслеживали продолжительность их жизни и измеряли уровень НАД⁺. У тех, кто жил дольше, был более высокий уровень этого метаболического кофермента. Исследователи также обнаружили, что экспрессия гена BmNmnat1 (ключевого фермента в биосинтезе НАД⁺) была значительно выше у долгоживущих штаммов.
Когда авторы исследования отключили этот ген, у тутовых шелкопрядов произошло серьезное повреждение ДНК, и они перестали развиваться. Это говорит о том, что роль BmNmnat1 имеет важное значение для защиты клеток от возрастных повреждений.
Чтобы проверить, могут ли они замедлить процесс старения у этих насекомых, авторы исследования давали им добавки никотиновой кислоты (НК) (форма витамина В3), либо распыляя ее на листья шелковицы, либо вводя инъекционно на стадии кокона (когда куколки превращаются в бабочек). Они обнаружили, что обработка НК повышает уровень НАД⁺, снижает клеточные признаки старения и продлевает продолжительность жизни взрослых бабочек до 44%.
Новый инструмент скрининга
«Наши результаты подчеркивают эволюционно консервативную роль метаболизма NAD⁺, опосредованного BmNmnat1, в процессе старения и подтверждают ценность тутового шелкопряда как беспозвоночной модели для механистических исследований и скрининга методов омоложения», — отметила группа исследователей в своей статье.
Хотя тутовые шелкопряды имеют много общих с нами генов, они все же являются беспозвоночными, значительно отличающимися от человека, в частности, по системам органов и иммунным реакциям. Однако, поскольку путь метаболизма NAD⁺ у них схож, тутовый шелкопряд может стать полезным инструментом для скрининга наиболее перспективных методов лечения, направленных на омоложение.
