О теории антагонистической плейотропии

– Опубликованная в издании Science Advances работа исследователей Мичиганского университета посвящена изучению и подтверждению антагонистической плейотропии – теории старения, которую в 1957 году выдвинул эволюционный биолог Джордж Уильямс. Расскажите, в чём суть этой теории? Считается ли она общепринятой?

– Изучать причины и течение старения генетикам непросто. Общепринятой теории по этой теме нет, процесс приближения к преклонному возрасту является сложным и комплексным. Есть лишь гипотезы, согласно которым старение связано с накоплением мутаций в геноме человека, окислением свободными радикалами, пределом количества делений, на которое наши клетки способны, длиной теломер.

Учёные из Мичиганского университета работали с теорией старения Уильямса. Идея заключается в том, что гены, которые отвечают за сокращение продолжительности жизни, отвечают и за бо́льшую эффективность размножения.

Это значит, что естественный отбор отдаёт предпочтение тем особям, которые много размножаются, выполняют свою функцию продолжения рода и далее теряют свою значимость для вида.

– Теория антагонистической плейотропии становилась предметом различных исследований и ранее. Чем ценна новая работа?

– В этой статье приводится качественное исследование на большой выборке пациентов (учёные проанализировали данные свыше 276 тысяч людей из Биобанка Великобритании).

Да, какого-то большого прорыва в исследовании нет, но логика изложения и выводов говорит о том, что полученные исследователями результаты заслуживают рассмотрения.

– Есть ли у исследования слабые стороны?

– Указанные в статье данные получены с использованием метода GWAS (genome-wide association study, или полногеномный поиск ассоциаций). Этот метод позволяет проследить связь между внешними признаками (проявление наследственного заболевания, цвет глаз, цвет волос, рост) и генетическими вариантами (мутациями) у людей.

Учёные изучили связь между тремя базовыми факторами: продолжительностью жизни, количеством детей и геномом пациента. Несмотря на широкое применение метода GWAS, он имеет ряд недостатков – не всегда понятно, является ли мутация причиной проявления признака, случайны ли ассоциации или связаны какой-то менее очевидной связью, чем причинно-следственная.

О «гене многодетности»

– Сейчас много разговоров о так называемом гене многодетности. Правда ли, что способность зачать и родить нескольких детей предопределена на генетическом уровне?

– Гены, напрямую отвечающие именно за «многодетность», науке неизвестны. Есть гены, влияющие на фертильность. Широко известен локус AZF, поломки которого приводят к азооспермии и бесплодию у мужчин.

Среди генетических факторов, напрямую влияющих на фертильность, также можно отметить хромосомные аберрации – перестройки. Например, когда одна из хромосом родителей разорвана на две части, причём одна из этих частей «приклеена» к другой хромосоме. Такое нарушение называется сбалансированной транслокацией. Сбалансированная она потому, что весь генетический материал у человека присутствует, на качество его жизни это зачастую не влияет.

В случае транслокации у одного из родителей генетический материал не может поделиться ровно на две части, поэтому есть вероятность, что какая-то часть будет потеряна. В таком случае ребёнок не наследует весь генетический материал (половину от матери и половину от отца). В связи с этим нарушается нормальное развитие плода, повышается риск замершей беременности и выкидыша.

– Повышает ли шансы забеременеть и родить большее количество детей факт многодетности у старших родственников?

– Такие истории могут указывать на отсутствие в семейном анамнезе поломок, связанных с нарушением фертильности. Это плюс. Но и ваш партнёр может быть носителем генетических нарушений (мутаций), унаследованных от родителей, что тоже способно повлиять на фертильность. А ещё как у вас, так и у партнёра мутации могут быть не унаследованными, а возникнуть на стадии формирования эмбриона (такие мутации называются de novo). В случае планирования семьи желательно о них знать. Например, хромосомные аберрации могут возникнуть в ходе оплодотворения.

Человек может прожить всю жизнь, не зная, что является носителем перестройки хромосом. Однако это может оказать большое влияние на возможность иметь детей.

– В своей работе исследователи Мичиганского университета высказали мысль, что люди с двумя детьми имеют больше шансов дожить до 76 лет, чем люди без детей, с одним или тремя детьми. Как это объяснить?

– Я бы не торопился с подобными умозаключениями. Однозначные выводы про воздействие приводимых в статье генетических вариантов на продолжительность жизни делать преждевременно. Учёные только в самом начале пути, и требуется провести ещё множество исследований, чтобы подтвердить или опровергнуть гипотезы.

Заметьте, исследователи ещё говорят о необходимости проверить в будущем результаты на других популяциях (особенно тех, которые в данный момент недостаточно представлены в биобанках).

– Насколько фактор происхождения может вносить корректировки в вывод исследователей, что генетические мутации, способствующие воспроизводству, имеют тенденцию сокращать продолжительность жизни?

– В генетике этнический вопрос, действительно, важен. Так, для славян характерны одни виды мутаций, они уже хорошо изучены. Для других народов – другие. Например, у ашкеназов из-за малочисленности и замкнутости их сообщества повышены риски многих генетических заболеваний. Представители этой популяции массово или в обязательном порядке сдают генетические тесты. А на Кипре молодожёны проходят тестирование, так как у киприотов много мутаций в генах гемоглобина, что повышает риски рождения детей с тяжёлыми формами анемии. Так что есть смысл в заявлении учёных проверить итоги исследования на других популяциях.

О связи фертильности и продолжительности жизни

– Как генетически может быть связана фертильность и продолжительность жизни? Может быть, всё-таки дело не столько в генах, сколько в том, что беременность, роды – это мощнейшая нагрузка на организм?

– Это хороший вопрос. Популяционные исследования не дают ответа на вопрос, является ли событие А следствием события Б. Информация есть только о достоверности связи этих событий. Но в статье, действительно, предполагается связь между сниженной продолжительностью жизни и бо́льшим количеством детей. Однако природа такой связи слишком сложна и должна учитывать некоторое количество факторов.

В ноябре 2023 года на конференции «Медицинская генетика» в Москве выступил профессор Болонского университета Клаудио Франчески. Учёный представил доклад о феномене, возникшем в конце XIX века, суть которого заключается в возросшей продолжительности жизни нерожавших женщин. Причина этого феномена может заключаться не в генетических факторах, а в нагрузке на организм при родах, а также возможном психологическом воздействии на организм матери при воспитании детей.

В статье отмечаются мутации, которые связаны со снижением продолжительности жизни и повышением количества детей. Подобные корреляции действительно возможны, если не брать во внимание вероятность «манипулирования статистикой». Информации об обратной зависимости связи мутаций с большей фертильностью и с большей продолжительностью жизни не приводится. В любом случае эта статья значительно расширяет наше понимание механизмов старения. Приверженцы теории антагонистической плейотропии оценят её высоко.

Зачем нужно знать свой биологический возраст и как его правильно посчитать – читайте на «Абзаце».

Редакция «Абзаца» предупреждает: мнения и рекомендации специалистов не приравниваются к медицинским назначениям. Имеются противопоказания. Всегда в индивидуальном порядке консультируйтесь со своим лечащим врачом.