Расчеты эволюционных биологов из университета Аризоны показали, что старение многоклеточных организмов неизбежно. Об этом сообщает интернет-издание N1.
Математическая модель, построенная учеными, продемонстрировала, что в многоклеточном организме снижению жизнеспособности клеток в перспективе есть только одна альтернатива — рак. Статья опубликованав журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
В своих рассуждениях ученые отталкивались от двух популярных генетических теорий старения: теории накопления соматических мутаций и теории антагонистической плейотропии. Первая из них, как следует из названия, гласит, что старение происходит в результате накопления в ДНК мутаций в процессе жизни. Вторая теория подразумевает, что некоторые гены имеют плейотропный (неоднозначный) эффект на приспособленность организма: в молодом возрасте эти гены или их определенные аллели увеличивают репродуктивный успех и поэтому поддерживаются отбором, однако с возрастом начинают негативно влиять на приспособленность.
Обе эти теории подразумевают существование неких генетических вариантов, ассоциированных со старением. Если представить существование достаточно сильного отбора против этих вариантов, в процессе эволюции возможно получить некий «бессмертный генотип». В противном случае клетки неизбежно деградируют по разным причинам — к примеру, в результате постепенного накопления неправильно свернутых белков и удаления эпигенетических меток.
Для осуществления отбора необходима межклеточная конкуренция, которая существует в сообществах одноклеточных организмов. Однако в рамках многоклеточного организма межклеточная конкуренция ограничена необходимостью поддерживать некие функции, полезные для организма в целом. Авторы работы определяют это ограничение как кооперацию и подразумевают, что кооперация ассоциирована с постепенным снижением жизнеспособности отдельных клеток за счет отсутствия отбора. В то же время наличие отбора на приспособленность неизбежно приводит к снижению уровня кооперации и к образованию раковых клеток.
Таким образом, приспособленность отдельной клетки и кооперация являются противоположными по смыслу величинами. Но жизнеспособность многоклеточного организма — это функция от обеих этих переменных. Модель, построенная учеными, показала, что возрастание одной переменной не компенсирует снижение другой. Поэтому как снижение приспособленности, так и снижение кооперации неизбежно ведут к общей потере жизнеспособности.
Логику модели можно вкратце объяснить так: если в многоклеточном организме между клетками не будет конкуренции, они неизбежно состарятся и умрут. Однако если конкуренция будет, в перспективе соревнование выиграют бессмертные раковые клетки, которые растут по своим законам и не считаются с нуждами организма.
Сами авторы признают, что их модель имеет ограничения — например, она подразумевает, что между приспособленностью и кооперацией нет положительной корреляции, в то время как в более сложных системах она может быть.
По информации https://stimul.online/news/mnogokletochnye-obrecheny-na-smert/
Обозрение "Terra & Comp".
