Секрет довголіття в коконі: як шовкопряди підказують нові підходи до старіння
Шовкопряд — істота, яку більшість із нас згадує хіба що на уроках біології або коли йдеться про виробництво шовку. Але личинки Bombyx mori нещодавно опинилися в центрі уваги науковців з іншої причини — вони можуть допомогти краще зрозуміти механізми старіння.
Дослідники з Південно-Західного університету в Чунціні (Китай) з’ясували: ті штами шовкопряда, у яких вищий рівень коферменту NAD+, живуть довше. Результати роботи опубліковані в журналі Insect Science.
Чому NAD+ настільки важливий?
NAD+ (нікотинамід-аденін-динуклеотид) — це молекула, без якої клітина буквально не може існувати. Вона бере участь у виробленні енергії (АТФ), підтримує роботу мітохондрій, допомагає відновлювати ДНК, захищає нейрони та регулює окиснювальний стрес.
У ссавців роль NAD+ у старінні активно вивчається вже багато років. З віком його рівень знижується, що пов’язують із погіршенням клітинної функції. Але для безхребетних, зокрема комах, ці механізми досі залишалися малодослідженими. Саме тут шовкопряд став несподівано зручним модельним організмом.
Ген, який може впливати на тривалість життя
Команда порівняла різні генетичні лінії шовкопрядів і виявила: довгоживучі особини мали не лише вищий рівень NAD+, а й підвищену активність гена BmNmnat1. Цей ген кодує фермент, необхідний для синтезу NAD+.
У клітині існує три шляхи утворення NAD+, але всі вони сходяться на ключових каталізаторах — ферментах родини NMNAT. Саме вони перетворюють попередники (зокрема нікотинову кислоту) на кінцевий продукт — NAD+.
У шовкопрядів BmNmnat1 активно працював у всіх тканинах і на різних етапах розвитку. Особливо високою його експресія була на пізній стадії лялечки та на початку дорослого життя — у трахеї, епідермісі та середній кишці. Це може означати дві речі: або ген «керує» віковими коливаннями NAD+, або реагує на них, підтримуючи клітинну стабільність.
Вітамін B3 як фактор омолодження
Окрему увагу вчені приділили нікотиновій кислоті (NA) — одній із форм вітаміну B3 і попереднику NAD+.
Коли личинкам вводили речовину D-галактозу, що прискорює клітинне старіння, подальше лікування NA сприяло відновленню клітинної проліферації. Інакше кажучи, клітини знову починали активно ділитися.
Далі дослідники перевірили, чи працює цей ефект при звичайному харчуванні. Личинкам давали листя, збагачене NA. На перший погляд, різниці в рості не було. Але дорослі метелики, які в дитинстві отримували більше NA, жили довше.
Крім того, у личинок спостерігався виражений антиоксидантний ефект: вищий рівень NA → більше NAD+ → менше реактивних форм кисню → нижчий окиснювальний стрес. Паралельно зростала активність гена BmNmnat1, що ще більше стимулювало синтез NAD+.
Чому це важливо для людини?
Хоча шовкопряд — комаха, деякі його гени мають функціональні паралелі з людськими. Саме тому ці організми дедалі частіше використовують у біомедичних дослідженнях.
Попередні експерименти вже показували, що тривалість життя шовкопрядів можна збільшити за допомогою ресвератролу або нейромедіатора GABA. Тепер до цього списку додається регуляція NAD+.
Звісно, це не означає, що добавки з вітаміном B3 автоматично продовжать людське життя. Але дослідження демонструє універсальність механізмів клітинного старіння: баланс енергії, відновлення ДНК і контроль окиснювального стресу є критичними для організмів дуже різних рівнів складності.
Маленька комаха — великі підказки
Шовкопряд, який століттями служив людині джерелом шовку, тепер може стати джерелом знань про довголіття. Дослідження показує: регуляція NAD+ — це не лише історія про ссавців, а універсальний біологічний механізм.
Іноді відповіді на великі питання про старіння ховаються не в складних лабораторіях, а в тихих коконах, що повільно перетворюються на метеликів.
