Russische biologen hebben samen met buitenlandse collega's de mitochondriale genomen van Japanse honderdjarigen bestudeerd en ontdekt wat hun kenmerken van invloed zijn op de lange levensduur van dragers. Wetenschappers zijn tot de conclusie gekomen dat de levensverwachting biologisch gezien niet strikt vaststaat en aanzienlijk varieert afhankelijk van de set genen van een bepaald organisme.
Wetenschappers geloofden lange tijd dat alle meercellige organismen onderhevig zijn aan veroudering en dood. In de 20e eeuw bleek dat de situatie niet zo eenvoudig is: een aantal soorten vertoont de zogenaamde verwaarloosbare veroudering. Bepaalde soorten, zoals de kruipende soort Turritopsis nutricula, zijn potentieel biologisch onsterfelijk. Natuurlijk moet deze stelling met de nodige voorzichtigheid worden opgevat, want om overtuigd te zijn van de "onsterfelijkheid" van een organisme, moet men zo'n schepsel gedurende een oneindig aantal jaren observeren, iets wat de wetenschap niet kan. Nu kunnen we alleen maar zeggen dat wetenschappers geen sterfgevallen door ouderdom hebben geregistreerd bij vertegenwoordigers van deze soort.
Nadat wetenschappers een verwaarloosbare veroudering bij naakte molratten ontdekten, werd het duidelijk dat de verouderingssituatie ook voor zoogdieren onduidelijk zou kunnen zijn. Dit geeft mogelijk aan dat voor bepaalde combinaties van genen de levensduur van een persoon kan verschillen van de standaard. Er zijn hypotheses dat de dood en veroudering van meercellige organismen niet hun oorspronkelijke kenmerken zijn. Het was alsof meercellige organismen dit alles in de loop van de evolutie kregen, aangezien de dood van oudere individuen de soort in staat stelde sneller te veranderen in een snel veranderende omgeving.
De auteurs van het nieuwe werk wendden zich tot gegevens over de Japanners die beroemd zijn om hun lange levers. Ze bestudeerden de dragers van de mitochondriale haplogroep D4a, die ongewoon talrijk zijn onder Japanners die ouder zijn dan 105 jaar. Het mitochondriale genoom wordt alleen in de vrouwelijke lijn overgeërfd, en in het bijzonder wordt D4a voornamelijk verspreid in Japan, Thailand en Laos.
De onderzoekers concentreerden zich op hoe het mitochondriale genoom van dragers van deze haplogroep de accumulatie van mutaties in somatische (niet-geslachts) cellen beïnvloedt. De accumulatie van dergelijke mutaties na celdeling is een van de belangrijkste factoren van veroudering. De frequentie van dergelijke mutaties is hoe hoger, hoe meer directe herhalingen van individuele segmenten zich in het DNA bevinden, daarom beschouwen onderzoekers dergelijke herhalingen als allelen (een allel wordt verschillende vormen van hetzelfde gen genoemd), mogelijk schadelijk op oudere leeftijd.
Wetenschappers zochten naar dergelijke allelen in het mitochondriale genoom van dragers van de D4a-haplogroep. De onderzoekers ontdekten dat de gemeenschappelijke voorwaartse herhalingen van deze allelen - de langste herhalingen in het mitochondriale genoom - gestippelde "breuken" zijn. Het zijn mutaties in de vorm van genen, waarvan het uiterlijk wordt veranderd door willekeurige processen. Deze genen worden niet herhaald van de ene algemene directe herhaling naar de andere.
Hieruit concluderen de onderzoekers dat dergelijke DNA-breuken in ieder geval gedeeltelijk de buitengewone levensduur van de Japanners - dragers van de haplogroep D4a - verklaren. Tegelijkertijd konden de auteurs geen tekenen vinden dat een dergelijk kenmerk van mitochondriaal DNA op de een of andere manier zijn dragers helpt om hun genen over te dragen in het kader van selectie. Toen ze probeerden bij 700 zoogdiersoorten een vergelijkbare relatie te vinden tussen het lage aantal direct gedeelde herhalingen in mitochondriaal DNA en succes bij seksuele selectie, vonden ze ook geen dergelijke relatie.
Blijkbaar manifesteert dit kenmerk zich pas op zo'n hoge leeftijd dat de voortplanting bijna niet aan de gang is (het gaat niet helemaal voor vrouwen vanwege de menopauze en is onwaarschijnlijk voor mannen vanwege de leeftijd en reproductieve status van hun seksuele partners). Als de kansen op reproductie van een bepaald DNA-kenmerk niet toenemen, dan ondervindt een dergelijk kenmerk van het genoom geen positieve selectie.
Promotie video:
Deze eigenschap belet echter niet dat zijn dragers door natuurlijke selectie gaan, dat wil zeggen, zich voortplanten of bloeien op jonge en middelbare leeftijd. De afwezigheid van "minnen" in dit kenmerk van mitochondriaal DNA maakt het tot een positief kenmerk. Wetenschappers merken op dat het vinden van een dergelijke selectie-neutrale eigenschap die gezond en langdurig ouder worden bevordert belangrijk is, zowel voor de creatie van toekomstige gerontologische geneesmiddelen, als om de evolutionaire processen die tot veroudering hebben geleid beter te begrijpen.
