Колкото и дълго да живее едно куче, времето с него никога не ни се струва достатъчно. Тези удивителни същества заслужават повече години на Земята както заради самите тях, така и заради хората, които ги обичат и за които раздялата с тях е толкова болезнена.

Но макар животът на кучетата винаги да ни се струва твърде кратък, продължителността му варира значително в зависимост от породата. Някои кучета рядко доживяват до десет години, докато други могат да надхвърлят дори четвърт век.

Колко дълго ще живее дадено куче, зависи от множество фактори, но като цяло по-дребните породи живеят по-дълго от едрите.

Сега ново изследване хвърля светлина върху причините за тази закономерност. Учените откриват генетични особености, които биха могли да помогнат не само за удължаването на живота на кучетата, но и за разбирането на процесите на стареене при хората.

Защо размерът има значение?

Дълголетието на дребните кучета може да изглежда парадоксално, особено като се има предвид, че когато сравняваме различни видове бозайници, обикновено по-едрите живеят по-дълго.

Повечето мишки например живеят само няколко години, докато хората и слоновете често достигат 60-годишна възраст и повече. Огромните гренландски китове пък могат да живеят цели два века.

Когато обаче сравняваме индивиди в рамките на един и същи вид, връзката между размера на тялото и продължителността на живота често изчезва или дори се обръща. В такива случаи по-дребните представители нерядко надживяват по-едрите.

Точно това се наблюдава и при кучетата. Едрите породи обикновено растат по-бързо, изложени са на по-висок риск от заболявания, свързани с възрастта, и умират по-рано. Въпреки че тази закономерност е добре известна, молекулярните механизми, които я обясняват, все още не са достатъчно добре проучени.

„Кучетата са изключително подходящ модел за изучаване на стареенето, тъй като в рамките на един-единствен вид се наблюдават огромни различия в продължителността на живота“, казва Ноа Снайдър-Маклер, еволюционен биолог от Държавния университет на Аризона и старши автор на изследването.

През последните години все повече научни изследвания помагат да разберем по-добре как остаряват кучетата. Учените дори преразгледаха традиционните представи за това как се изчисляват т.нар. кучешки години. Въпреки напредъка обаче много въпроси остават без отговор.

С по-задълбоченото изучаване на тези процеси изследователите се надяват да разкрият нови подробности за механизмите на стареенето, които биха могли да бъдат полезни не само за кучетата.

„Тъй като са наши домашни любимци, кучетата могат да бъдат и изключително ценен модел за изследвания с пряко значение за човешкото здраве“, обяснява Снайдър-Маклер.

„Живеем заедно, споделяме сходна среда и преживявания. А понеже обичаме домашните си любимци, им осигуряваме храна, физическа активност и медицински грижи през целия им живот. Това означава, че много от откритията, направени при тези по-кратко живеещи животни, могат да бъдат приложени и към хората.“

Какво разкрива ДНК на близо 900 кучета?

За целите на новото изследване учените анализират данни от 894 кучета, включени в Dog Aging Project – мащабен научен проект, посветен на изучаването на стареенето при кучетата.

Изследователите търсят определени закономерности в процес, наречен ДНК метилиране, като проследяват промените в различни участъци от генома.

Метилирането на ДНК е един от основните епигенетични механизми, чрез които организмът регулира активността на гените, без да променя самата последователност на ДНК.

Предишни проучвания вече са установили, че този процес може да служи като надежден биомаркер за стареенето и за механизмите, които регулират генната активност.

Новото изследване показва, че с напредването на възрастта при кучетата се наблюдава общо намаляване на ДНК метилирането.

Това е особено отчетливо при определени подвижни ДНК последователности, известни като транспозони или „скачащи гени“. Те могат да променят местоположението си в генома или да създават свои копия, които се вмъкват на други места.

„Скачащите гени“ може да са ключът към загадката

Според авторите разликите в скоростта на стареене при кучетата може да се дължат отчасти на определена група „скачащи гени“, известни като LINE1.

Докато се придвижват или копират в генома, тези елементи могат да причиняват увреждания на ДНК. Обикновено организмът ограничава тази опасност именно чрез метилирането, което потиска тяхната активност.

Изследването установява, че над 40% от геномните участъци, свързани с LINE1, губят метилиране с напредването на възрастта. Скоростта, с която протича този процес, обаче е различна при отделните кучета.

Оказва се, че при едрите породи загубата на метилиране настъпва значително по-бързо. В сравнение с дребните кучета те губят с около 35% повече метилиране в участъците, свързани с LINE1, всяка година.

„Установихме, че епигенетичната регулация на транспозоните, особено на LINE1, изглежда е сред основните фактори, които определят колко бързо остаряват различните кучета“, казва Снайдър-Маклер.

„Това е един от най-ясните молекулярни признаци, които сме откривали досега и които съответстват на добре известната зависимост между размера на кучетата и продължителността на живота им“, допълва Блейз Маринър, еволюционен биолог от Държавния университет на Аризона и един от двамата водещи автори на изследването.

„Резултатите подсказват, че по-бързото стареене при едрите кучета може поне отчасти да се дължи на отслабения контрол върху тези 'скачащи гени'.“

Биологичната възраст може да предскаже риска от смърт

Разбира се, необходими са още изследвания, но според авторите новите резултати разкриват убедителна връзка между ДНК метилирането (DNAm), процесите на стареене и продължителността на живота при кучетата.

Учените установяват и различия, свързани с пола. Те са особено отчетливи при промените в Х-хромозомата и заслужават допълнително проучване.

„Установихме, че кучетата, чиято епигенетична възраст е по-висока от очакваната, са изложени на повишен риск от смърт. Това показва, че ДНК метилирането отразява биологично значими различия в процесите на стареене“, пишат изследователите.

„При по-едрите кучета, мъжките индивиди и по-младите животни наблюдавахме молекулярни характеристики, съответстващи на ускорено епигенетично стареене.“

Откритието може да помогне и на хората

Да помогнем на кучетата да живеят по-дълго и по-здравословно, само по себе си е благородна цел. В крайна сметка тези животни заемат изключително важно място както в човешката история, така и в живота на безброй хора.

Но освен желанието да удължим живота на четириногите си приятели имаме и друга причина да изследваме тяхното стареене.

Учените подозират, че новите резултати разкриват фундаментални механизми на стареенето при бозайниците, които биха могли да се окажат пряко полезни и за нас.

„Нашата работа подсказва, че транспозоните може да играят основна роля в процесите на стареене при бозайниците като цяло“, казва Снайдър-Маклер.

„Ако това се потвърди, въздействието върху тези елементи или върху механизмите, които ги регулират, би могло да се превърне в обещаващ подход за разработването на бъдещи терапии, способни да удължат годините, през които хората се радват на добро здраве.“

Изследването е публикувано в научното списание Science.