Cum reușesc liliecii să trăiască atât de mult. Cercetătorii au identificat indicii importante în ADN-ul lor. Foto: Magnific.com Liliecii continuă să îi surprindă pe cercetători printr-o particularitate rar întâlnită în lumea mamiferelor: unele specii pot ajunge la vârste remarcabil de înaintate, deși au dimensiuni reduse. Un nou studiu genetic sugerează că mecanismele care îi ajută să facă față anumitor virusuri ar putea avea legătură și cu procesele care încetinesc îmbătrânirea și limitează apariția cancerului. Cercetătorii au analizat mai multe specii de lilieci din genul Myotis, cunoscuți drept lilieci cu urechi de șoarece. Deși animalele sunt asemănătoare ca dimensiune, diferențele dintre ele sunt impresionante atunci când vine vorba despre durata vieții. Unele specii trăiesc aproximativ șapte ani, în timp ce altele pot ajunge la circa 42 de ani. Rezultatele indică faptul că anumite modificări genetice apărute de-a lungul evoluției ar putea avea efecte simultane asupra imunității, longevității și mecanismelor de apărare împotriva cancerului. De ce sunt liliecii atât de diferiți de alte mamifere În general, mamiferele de dimensiuni mai mari tind să aibă o speranță de viață mai lungă. Liliecii reprezintă însă o excepție importantă de la această regulă. Ei reprezintă aproximativ 20% dintre speciile de mamifere cunoscute și sunt răspândiți în aproape toate regiunile lumii. Dieta lor este extrem de variată, iar adaptarea la medii diferite le-a permis să evolueze în numeroase direcții, conform earth.com. Genul Myotis este unul dintre cele mai numeroase grupuri de lilieci și cuprinde peste 139 de specii răspândite pe șase continente. Toate aceste specii provin dintr-un strămoș comun care a trăit în urmă cu aproximativ 33 de milioane de ani. Tocmai diferențele dintre speciile apropiate din punct de vedere evolutiv i-au ajutat pe cercetători să urmărească modificările genetice asociate cu longevitatea. Cercetătorii au analizat opt specii fără să omoare animalele Pentru a studia genomurile liliecilor, oamenii de știință au avut nevoie de țesut viu. În loc să sacrifice animalele pentru a obține organe, echipa a folosit o metodă minim invazivă. Cercetătorii au prelevat mici fragmente circulare din aripile liliecilor capturați în Arizona și California. Procedura seamănă cu cea utilizată pentru perforarea urechii și permite obținerea celulelor necesare pentru cercetare fără uciderea animalelor. Din aceste probe au fost dezvoltate linii celulare în laborator, care au permis reconstituirea aproape completă a genomurilor a opt specii. Juan Manuel Vazquez, profesor asistent la Universitatea Penn State și unul dintre autorii principali ai cercetării, a subliniat importanța metodei pentru studiile asupra animalelor. La rândul său, Elise Lauterbur, profesor asistent de biologie evoluționistă la Universitatea din Vermont și coautor principal, a explicat că imunitatea, îmbătrânirea și cancerul sunt de obicei analizate separat, însă evoluția ar putea influența toate aceste procese în același timp. O genă implicată în imunitate poate apărea în mai multe copii Una dintre cele mai interesante descoperiri privește gena PKR, implicată în apărarea celulelor împotriva virusurilor. La majoritatea mamiferelor analizate până acum există o singură copie a acestei gene. Proteina produsă de PKR poate opri producția de proteine a celulei atunci când aceasta detectează o infecție virală. În cazul liliecilor din genul Myotis, situația este diferită. Unele specii au două copii ale genei, iar într-un caz a fost identificată chiar și o a treia copie. Cercetătorii au descoperit că șapte dintre cele nouă specii analizate în această comparație aveau o variantă duplicată. Copia suplimentară este foarte veche și pare să fi apărut în urma unui singur eveniment de duplicare, produs la începutul evoluției grupului. Totuși, avantajul exact al acestor copii suplimentare nu este încă pe deplin înțeles. Liliecii par să fi evoluat în contact cu virusurile ADN Liliecii sunt cunoscuți pentru capacitatea lor neobișnuită de a purta anumite virusuri fără să dezvolte neapărat forme severe de boală. Foto: Magnific.com Analizând genomurile, cercetătorii au urmărit mii de interacțiuni dintre proteinele liliecilor și cele ale virusurilor. Au fost identificate peste 5.000 de asemenea puncte de contact. Rezultatele au arătat un tipar interesant. În timp ce la oameni și la alte primate adaptările genetice sunt asociate în special cu proteinele care interacționează cu virusurile ARN, liliecii prezintă semnale puternice de adaptare în cazul proteinelor care intră în contact cu virusuri ADN. Printre acestea se numără agenți patogeni asociați cu afecțiuni precum hepatita B sau infecțiile cu herpesvirusuri. Același model a fost observat și în genomurile altor zeci de specii de lilieci, ceea ce sugerează că fenomenul nu este limitat la genul Myotis. Liliacul brun mic, un exemplu spectaculos de longevitate Una dintre speciile analizate este liliacul brun mic, considerat cea mai longevivă specie din grupul studiat. Animalul poate ajunge la aproximativ 42 de ani, în ciuda dimensiunilor sale reduse. În același timp, această specie este puternic afectată de sindromul nasului alb, o infecție fungică ce poate fi mortală pentru lilieci. Cercetătorii au observat că, în cazul speciilor cu viață mai lungă, există modificări importante în genele implicate în procesele asociate cancerului și reparării ADN-ului. Citește și: Cum reușesc liliecii să evite „haosul sonor” atunci când zboară în colonii? Celulele deteriorate pot fi eliminate înainte să devină periculoase O viață lungă înseamnă, teoretic, mai multe diviziuni celulare și, implicit, mai multe ocazii ca ADN-ul să sufere modificări. Acest lucru ar putea crește riscul apariției cancerului. Cu toate acestea, unele animale longevive par să fi dezvoltat mecanisme prin care limitează acest pericol. Foto: Magnific.com În cazul liliacului brun mic, cercetătorii au identificat semnale de selecție evolutivă în numeroase gene implicate în repararea ADN-ului. Într-o cale metabolică asociată reparării rupturilor ADN-ului au fost observate astfel de modificări la 35 dintre cele 65 de gene analizate. Într-o altă cale similară, semnalul a apărut la 21 dintre cele 37 de gene. Pentru a verifica reacția celulelor, cercetătorii le-au expus intenționat unor substanțe capabile să provoace deteriorarea ambelor catene ale ADN-ului. Celulele provenite de la liliacul brun mic au reacționat rapid. O parte dintre ele au intrat într-un proces de moarte celulară programată, ceea ce ar putea reprezenta o metodă prin care organismul elimină celulele prea deteriorate pentru a mai putea fi reparate. Ipoteza cercetătorilor este că această strategie ar putea contribui la reducerea riscului ca celulele afectate să evolueze într-o direcție periculoasă. Cercetarea nu oferă încă toate răspunsurile Deși rezultatele sunt interesante, oamenii de știință subliniază că există încă numeroase necunoscute. Studiul nu a urmărit lilieci individuali timp de patru decenii pentru a demonstra direct mecanismul longevității. Cercetările s-au bazat pe analiza genomurilor și pe experimente realizate asupra celulelor cultivate în laborator. Nici rolul exact al copiilor suplimentare ale genei PKR nu este clar. În testele realizate cu doi viruși, prezența ambelor copii nu a oferit un avantaj evident față de existența unei singure copii. De asemenea, experimentele privind cancerul au urmărit modul în care celulele reacționează la deteriorarea ADN-ului și nu au măsurat direct frecvența tumorilor la liliecii sălbatici. Cu toate acestea, descoperirea se înscrie într-un tipar observat și la alte animale longevive. Elefanții, șobolanii-cârtiță golași și balenele de Groenlanda folosesc, la rândul lor, mecanisme prin care celulele deteriorate sunt eliminate. Secretul longevității liliecilor rămâne o enigmă fascinantă Cercetarea oferă noi indicii despre modul în care evoluția poate conecta mecanisme aparent diferite: apărarea împotriva virusurilor, repararea ADN-ului, îmbătrânirea și protecția împotriva cancerului. Citește și: Liliecii trăiesc fără urmă de cancer Totuși, oamenii de știință mai au de stabilit exact cum funcționează aceste mecanisme în organismul unui liliac care trăiește în sălbăticie. Elise Lauterbur și colegii săi intenționează să analizeze în continuare modificările numărului de copii ale genelor. Astfel de duplicări ar putea oferi evoluției „piese de rezervă”, permițând apariția unor funcții noi fără modificarea completă a unei gene existente. Studiul, publicat în revista Nature, adaugă astfel o nouă piesă într-un puzzle biologic extrem de complex. Liliecii demonstrează încă o dată că dimensiunea redusă a corpului nu înseamnă neapărat o viață scurtă, iar genele lor ar putea ascunde informații importante despre modul în care organismele reușesc să îmbătrânească mai lent și să facă față unor boli grave.