Биологтар жабайы табиғатта және зообақ жағдайында өмір сүретін корольдік пингвиндердің биологиялық жасын салыстырды. Зерттеу нәтижесінде, тұрақты тамақтану мен физикалық белсенділіктің болмауы тұтқындағы пингвиндердің ДНҚ-сын жылдам тоздыратыны анықталды. Бұл ретте ветеринарлық күтім мен қауіпсіз орта олардың өмір сүру ұзақтығын жабайы түрлерге қарағанда шамамен бір жарым есе арттырады.

Өмір салтының ерекшеліктері және зерттеу моделі

Адамдарда қозғалыстың аздығы мен артық калория қартаю үдерістерін жеделдететіні белгілі, бірақ бұл механизмдерді жануарларда табиғи жағдайда зерттеу зертханалық модельдердің қысқа өмір сүруіне байланысты қиын. Корольдік пингвиндер (Aptenodytes patagonicus) зерттеу үшін таңдалды, себебі табиғатта олар көбею кезінде ұзақ ашығуға төтеп береді және азық іздеуде үлкен қашықтықтарды еңсереді, ал зообақта үнемі тамақтанады және аз қозғалады.

Зерттеу әдістері мен барысы

Зерттеу аясында Үнді мұхитындағы Крозе архипелагынан 34 жабайы және Цюрих пен Тенерифе зообақтарынан 30 пингвиннің перифериялық қаны алынды. Әр құстың нақты жасы көпжылдық колония мониторингі арқылы белгілі болды. Биологтар ДНҚ метилдену деңгейін – жасқа байланысты өзгеретін химиялық белгілерді – өлшеп, ферментативті конверсия (EM-seq) әдісімен құстардың биологиялық жасын есептейтін эпигенетикалық сағат құрды. Бұл деректер халықаралық зообақ жазбалары мен 25 жылдық жабайы популяция бақылау нәтижелерімен салыстырылды.

Негізгі нәтижелер

Нәтижелер өмір сүру ұзақтығы мен жасушалық қартаю жылдамдығының айырмашылығын көрсетті. Зообақта пингвиндердің медианалық өмір сүру ұзақтығы 20,7 жыл болса, жабайы табиғатта – 13,5 жыл. Алайда, тұтқындағы пингвиндердің эпигенетикалық сағаты жылдамырақ жүрді: олардың жасушалары жабайы құрдастарына қарағанда биологиялық тұрғыда 2,6–6,5 жылға үлкен болды. 40 жылға дейін өмір сүре алатын түр үшін бұл айырмашылық елеулі. Адамдарға арналған математикалық модель бойынша, қартаюдың жеделдеуі темекі шегетін және шекпейтін адамдар арасындағы айырмашылыққа ұқсас.

Молекулалық өзгерістер

ДНҚ метилденуіндегі өзгерістер геномның шамамен 600 бөлігін қамтыды, негізінен жасуша өсуін, майлы тағамға реакцияны және циркадтық ырғақтарды (әсіресе PI3K/Akt және mTOR сигналдық жолдары) реттейтін гендерге әсер етті. Екі топтағы құстардың дене салмағы шамамен 11,8–12 килограмм болып, айтарлықтай айырмашылық болмады, бұл патологиялық семіздікті қартаюдың негізгі себебі ретінде жоққа шығарды.

Ұстау жағдайының әсері

Физикалық күш жұмсамай тұрақты тамақтану зообақтағы пингвиндердің метаболизмін өзгертіп, жасушаларды қалпына келу мен аутофагия механизмдерінің есебінен өсу режимінде жұмыс істеуге мәжбүр етті. Сондай-ақ, глюкокортикоид рецепторы генінің (стресс деңгейімен байланысты) және циркадтық ырғақ реттегіштерінің (CRY1 гені) метилденуінде айтарлықтай өзгерістер байқалды. Тұтқында пингвиндер маусымдық ауысуы жоқ жасанды жарықта өмір сүреді, бұл олардың ДНҚ деңгейіндегі биологиялық сағатын бұзады.

Қорытындылар

Түрдің генетикасы мен жайлы орта арасындағы сәйкессіздік жасушалық тозудың жеделдеуіне әкеледі. Жыртқыштардан қорғаныс, тұрақты тамақтану және медициналық көмек жануарлардың өмір сүру ұзақтығын арттырғанымен, бұл биологиялық жастық кезеңінің қысқаруымен қатар жүреді.