Los biólogos rusos, junto con colegas extranjeros, han estudiado los genomas mitocondriales de japoneses centenarios y han descubierto qué características afectan la larga vida de los portadores. Los científicos han llegado a la conclusión de que, biológicamente, la esperanza de vida no está fijada rígidamente y varía notablemente según el conjunto de genes de un organismo en particular.
Durante mucho tiempo, los científicos creyeron que todos los organismos multicelulares están sujetos al envejecimiento y la muerte. En el siglo XX, resultó que la situación no es tan simple: varias especies muestran la llamada senescencia insignificante. Ciertas especies, como la especie rastrera Turritopsis nutricula, son potencialmente biológicamente inmortales. Por supuesto, esta tesis debe tomarse con cautela, ya que para estar convencido de la "inmortalidad" de un organismo, se debe observar a tal criatura durante un número infinito de años que la ciencia no puede hacer. Ahora solo podemos decir que los científicos no han registrado muertes por vejez en representantes de esta especie.
Después de que los científicos descubrieron un envejecimiento insignificante en las ratas topo desnudas, quedó claro que la situación del envejecimiento también podría ser ambigua para los mamíferos. Esto potencialmente indica que para ciertas combinaciones de genes, la vida útil de una persona puede diferir del estándar. Hay hipótesis de que la muerte y el envejecimiento de los organismos multicelulares no son sus características originales. Era como si los organismos multicelulares adquirieran todo esto en el curso de la evolución, ya que la muerte de los individuos más viejos permitió que la especie cambiara más rápidamente en un entorno que cambiaba rápidamente.
Los autores del nuevo trabajo recurrieron a datos sobre los japoneses famosos por sus hígados largos. Estudiaron a los portadores del haplogrupo mitocondrial D4a, que son inusualmente numerosos entre los japoneses que tienen más de 105 años. El genoma mitocondrial se hereda solo en la línea femenina, y específicamente D4a se distribuye principalmente en Japón, Tailandia y Laos.
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Los investigadores se centraron en cómo el genoma mitocondrial de los portadores de este haplogrupo afecta la acumulación de mutaciones en las células somáticas (no sexuales). La acumulación de tales mutaciones después de la división celular es uno de los principales factores del envejecimiento. La frecuencia de tales mutaciones es mayor cuanto más repeticiones directas de segmentos individuales están en el ADN, por lo tanto, los investigadores consideran tales repeticiones como alelos (un alelo se llama formas diferentes del mismo gen), potencialmente dañinas en la vejez.
Los científicos buscaron tales alelos en el genoma mitocondrial de los portadores del haplogrupo D4a. Los investigadores encontraron que las repeticiones comunes hacia adelante de estos alelos, las repeticiones más largas en el genoma mitocondrial, son "roturas" con puntos. Son mutaciones en forma de genes, cuya apariencia cambia mediante procesos aleatorios. Estos genes no se repiten de una repetición directa común a otra.
A partir de esto, los investigadores concluyen que tales rupturas en el ADN explican al menos parcialmente la extraordinaria longevidad entre los japoneses - portadores del haplogrupo D4a. Al mismo tiempo, los autores no pudieron encontrar ninguna señal de que tal característica del ADN mitocondrial de alguna manera ayude a sus portadores a transferir sus genes dentro del marco de la selección. Cuando intentaron encontrar en 700 especies de mamíferos una relación similar entre el bajo número de repeticiones compartidas directas en el ADN mitocondrial y el éxito en la selección sexual, tampoco encontraron tal relación.
Aparentemente, esta característica se manifiesta solo a una edad tan avanzada que la reproducción casi no avanza (no va completamente para las mujeres debido a la menopausia y es poco probable para los hombres debido a la edad y el estado reproductivo de sus parejas sexuales). Si las posibilidades de reproducción a partir de una característica particular del ADN no aumentan, dicha característica del genoma no experimenta ninguna selección positiva.
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Sin embargo, este rasgo no impide que sus portadores pasen por la selección natural, es decir, se reproduzcan o prosperen a una edad temprana o mediana. La ausencia de "inconvenientes" en esta característica del ADN mitocondrial lo convierte en una característica positiva. Los científicos señalan que encontrar un rasgo de selección neutral que promueva un envejecimiento saludable y a largo plazo es importante tanto para el desarrollo de futuros fármacos gerontológicos como para comprender mejor los procesos evolutivos que llevaron al envejecimiento.
