Исследователи из США провели первое в своём роде исследование геномов восьми видов летучих мышей рода Myotis, чтобы выяснить, какие механизмы обеспечивают этим животным исключительную продолжительность жизни относительно размеров тела. Работа опубликована в журнале Nature. Руководил исследованием Хуан Мануэль Васкес, начавший собирать материал ещё в бытность аспирантом Чикагского университета, а затем продолживший поиски в рамках постдокторантуры в Калифорнийском университете в Беркли с 2020 года.
Вместе со студентами Беркли Васкес совершал ночные выезды по западу США, устанавливая туманные сети над ручьями, прудами и реками. Команда отлавливала летучих мышей, брала небольшие образцы тканей и отпускала животных. Основное внимание уделялось роду Myotis, в который входят виды с рекордно долгой жизнью. Например, одного брандтова ночница (Myotis brandtii), окольцованного в Европе, повторно поймали спустя 50 лет.
Анализ показал тесную связь между продолжительностью жизни и работой иммунной системы. У долгоживущих видов оказался повышен уровень активности генов, связанных с борьбой с раком. Кроме того, учёные обнаружили значительное пересечение между генами, отвечающими за старение, и генами, участвующими в защите от болезней. По словам Васкеса, летучие мыши эволюционно приспособились жить долго, не приобретая заболеваний, а это означает, что болезни старения и инфекционные болезни не обязательно рассматривать как совершенно разные области.
В ходе экспериментов Васкес выращивал в лаборатории клетки, взятые из биопсии крыльев летучих мышей, и подвергал их воздействию токсичных химикатов. Самый долгоживущий вид в выборке — широко распространённая бурая ночница (Myotis lucifugus) — отреагировал неожиданно: вместо включения генов, производящих белки для восстановления ДНК, клетки усилили активность генов, запускающих гибель клеток. Как отметил исследователь, это прямо противоположно ожидаемому результату. По его словам, бурая ночница, как и слон — другое долгоживущее и устойчивое к раку животное, — выбирает стратегию: если клетку нельзя спасти, её нужно уничтожить. Это говорит о том, что разные животные могли выработать непохожие способы защиты от превращения повреждённых клеток в опасные.
Летучие мыши появились около 60 миллионов лет назад и с тех пор стали одной из самых успешных групп млекопитающих: сегодня на них приходится 20% всех видов, они обитают на всех континентах кроме Антарктиды. Из 1511 известных видов около 139 относятся к роду Myotis, причём близкородственные виды могут сильно различаться по продолжительности жизни. Брандтова ночница живёт до полувека, а чёрная ночница (Myotis nigricans) из Южной и Центральной Америки — лишь около семи лет. Учёные также отмечают необычно высокий уровень работы иммунной системы летучих мышей, что позволяет им контролировать воспаление и переносить хронические вирусные инфекции без симптомов. Исследователи предполагают, что мощный иммунитет может быть связан с интенсивной физической активностью: ночные полёты во время охоты на насекомых сравнимы с ежедневным бегом на несколько ультрамарафонов.
Геномный анализ выявил ещё одну закономерность: гены, связанные с продолжительностью жизни летучих мышей, часто совпадали с генами, отвечающими за взаимодействие с вирусами. У мышей рода Myotis обнаружено необычно много генов, производящих белки для взаимодействия с ДНК-вирусами, такими как герпесвирусы. У людей и других приматов картина иная — у них больше генов для борьбы с РНК-вирусами, включая возбудителей COVID-19 и ВИЧ. Это эволюционное несоответствие между иммунной защитой летучих мышей и человека может объяснять, почему некоторые вирусы, переходящие от bats (летучих мышей) к людям, вызывают тяжёлые зоонозные заболевания. Васкес подчёркивает, что люди и летучие мыши плохо совместимы друг с другом, и это требует осторожности при работе с животными. Исследователь продолжает изучать генетические механизмы долголетия в Университете штата Пенсильвания, а его коллега Питер Судмант из Беркли сосредоточился на том, как клетки регулируют иммунный ответ. Финансирование работы осуществляли Национальные институты здравоохранения и Национальный научный фонд США.