Почему большие породы собак стареют быстрее и кто в этом виноват

Большие собаки быстрее растут, чаще сталкиваются с возрастными заболеваниями и, к сожалению, рано умирают. Новое исследование помогло ученым приблизиться к пониманию молекулярных механизмов, объясняющих эту закономерность. Об этом говорится в исследовании, опубликованном в научном журнале Science, сообщает издание Nature.

Почему большие собаки живут меньше

Продолжительность жизни собак зависит от многих факторов, в том числе породы, генетики и состояния здоровья. Однако общая тенденция свидетельствует: маленькие породы обычно живут дольше крупных.

Это несколько противоречит закономерностям, наблюдаемым в животном мире в целом. Например, мыши живут всего несколько лет, тогда как слоны и люди могут доживать до 60 лет и старше, а гренландские киты — до двух веков.

Однако внутри одного вида ситуация нередко меняется на противоположную: меньшие представители живут дольше больших.

«Собаки являются чрезвычайной моделью для изучения старения, поскольку в рамках одного вида они демонстрируют разительные отличия в продолжительности жизни», — объяснил старший автор исследования, эволюционный биолог Университета штата Аризона Ноа Снайдер-Маклер.

По его словам, собаки также могут помочь лучше понять старение людей. Поскольку домашние питомцы живут рядом с нами, они имеют схожий опыт и находятся в подобной среде. Кроме того, люди обеспечивают им питание, физическую активность и медицинский уход.

Что обнаружили ученые

Для исследования ученые проанализировали данные 894 собак, участвовавших в проекте Dog Aging Project. Они искали закономерности метилирования ДНК — эпигенетического механизма, влияющего на активность генов, не изменяя последовательности ДНК.

Ранее учёные уже установили, что метилирование ДНК может быть важным биомаркером старения. Новое исследование показало, что с возрастом у собак этот процесс в целом ослабевает. Особенно заметные изменения происходят в участках генома, связанных с так называемыми транспозонами — подвижными элементами ДНК, способными перемещаться внутри генома или создавать собственные копии.

Особое внимание исследователи уделили LINE1 — разновидности таких элементов, которые могут повреждать ДНК во время перемещения. Обычно организм сдерживает их активность посредством метилирования ДНК.

Однако в процессе старения этот защитный механизм слабеет. По результатам исследования более 40% участков генома, связанных с LINE1, теряли метилирование с возрастом собак.

При этом скорость перемен отличалась в зависимости от размера животного. Большие собаки теряли метилирование LINE1 примерно на 35% быстрее каждый год, чем маленькие.

«Мы обнаружили, что эпигенетическая регуляция транспозонов, особенно LINE1, похоже, является одним из главных факторов, определяющих, насколько быстро стареют разные собаки», — отметил Снайдер-Маклер.

Соавтор исследования, эволюционный биолог Университета штата Аризона Блейз Маринер добавил, что это одна из самых четких молекулярных связей, обнаруженных учеными между размером собак и продолжительностью их жизни.

По его мнению, скорее старение крупных собак может быть отчасти связано со снижением контроля над этими подвижными элементами ДНК.

Как открытие о жизни собак может помочь людям

Исследователи также обнаружили, что собаки с эпигенетическим возрастом, превышающим ожидаемый, имели повышенный риск смерти. Кроме того, молекулярные признаки учащенного старения чаще наблюдали у крупных собак, самцов и младших животных.

Ученые отмечают, что для окончательных выводов нужны дополнительные исследования. В частности, они планируют подробнее изучить различия, связанные с полом животных, ведь часть возрастных изменений была сосредоточена в Х-хромосоме.

В то же время, результаты могут иметь значение не только для ветеринарной медицины. Исследователи предполагают, что транспозоны играют важную роль в процессах старения разных млекопитающих, в том числе людей.

«Если это так, влияние на эти элементы или механизмы, регулирующие их активность, может стать перспективным направлением для разработки будущих методов лечения, направленных на продление периода здоровой жизни человека», — подытожил Снайдер-Маклер.