Долгоживущие летучие мыши предпочитают уничтожить поврежденные клетки, а не чинить

Ночницы (Myotis) — род летучих мышей, который возник примерно 33 млн лет назад и включает более 139 видов. У различных видов этого рода сильно различается продолжительность жизни — от 42 лет у Myotis brandtii до 7 лет у Myotis nigricans. Также иммунная система Myotis активно защищает их от большого числа патогенов. Исследователи из США проследили связь долгожительства и устойчивости к болезням у этого рода летучих мышей.

Авторы собрали образцы кожи и получили первичные клеточные линии нескольких видов рода Myotis из Северной Америки, включая долгоживущий вид M. lucifugus. Также авторы de novo получили почти полные сборки геномов восьми видов. Почти для всех видов рода характерен консервативный кариотип 2n = 44. Кариотип включает три крупные аутосомы, одну малую метацентрическую аутосому, 17 малых телоцентрических аутосом и метацентрические X и Y хромосомы. Было обнаружено большое количество структурных вариантов (инверсий, дупликаций, транслокаций).

Более подробно авторы изучили ген PKR, стимулируемый интерфероном, который активен как против ДНК-, так и против РНК-вирусов. Они выделили три гаплотипа (H1–3), которые содержат от одной до трех копий гена PKR (H3 — только у M. californicus). Семь видов были носителями гаплотипов с дупликациями, у M. lucifugus и M. evotis были выявлены гаплотипы без дупликации (H1/H1). Предковой формой был PKR2, PKR1 появилась в результате дупликации у основания Myotis.

После активации PKR выключает трансляцию белков и не дает вирусу реплицироваться. PKR1 образует гомодимеры, но PKR1 и PKR2 гетеродимеры не образуют. Дополнительные копии PKR могут повысить устойчивость к вирусам, но они же токсичны для клетки. Вероятно, поэтому у других млекопитающих PKR не дуплицирован.

Исследователи также проанализировали белки, которые физически взаимодействуют с вирусными белками, от вирусных рецепторов до интерферонов. В то время как у людей наблюдается положительный отбор белков, взаимодействующих с РНК-вирусами, у летучих мышей отмечается активный большой отбор белков, реагирующих на ДНК-вирусы, такие как вирус гепатита B и вирусы герпеса.

Летучие мыши являются представителями самой долгоживущей группы млекопитающих, если учитывать их размеры тела. В пределах рода Myotis размеры тела изменяются незначительно, а продолжительность жизни — в широких пределах. У Myotis и их недавних предков наблюдалось одно из самых значительных увеличений продолжительности жизни среди млекопитающих.

Авторы предположили, что летучие мыши выработали адаптации, позволяющие им защититься от рака в течение такой долгой жизни. Положительному или отрицательному отбору были подвергнуты многие гены, связанные с иммунитетом, раком и старением. У летучей мыши с самой высокой продолжительностью жизни в исследовании, M. lucifugus, наблюдалось избыточное количество путей, связанных с репарацией двуцепочечных разрывов ДНК.

На первичных фибробластах M. lucifugus авторы проверили, как те отреагируют на двухцепочечные разрывы, вызванные неокарциностатином. Фибробласты этого виды были очень чувствительны к низким дозам неокарциностатина — у них начинался апоптоз. Такой же эффект наблюдается, например, у слонов, голых землекопов и китов — них долголетие связано в том числе со способностью избавляться от поврежденных клеток.

При анализе РНК авторы показали, что в ответ на неокарциностатин активируются гены остановки клеточного цикла и клеточной гибели, но также и гены врожденного иммунного ответа. Это были те же гены, что активировались в ответ на ДНК-вирусы.

Как летучие мыши справляются с инфекциями без чрезмерного воспаления