Ученые из США и Швейцарии выяснили, каким образом гидре удается избежать старения. Биологи сумели выключить регенерационную способность полипов и определили, что при этом страдают функции эпителиальных тканей, в частности аутофагия. Оказалось, что этот процесс важен для долгой жизни животных. Препринт исследования опубликован в репозитории bioRxiv.
По мнению ученых, полип гидра является более подходящей моделью для изучения старения, поскольку часто применяющиеся для этой цели фруктовые мушки Drosophila во взрослом возрасте не способны регенерировать ткани. Кроме того, значительная часть генов, характерная для человека и не встречающаяся в клетках насекомых, имеется в геноме гидры. Эти полипы демонстрируют незначительные признаки старения, поскольку в них постоянно делятся эпителиальные и интерстициальные стволовые клетки.
Ученые изучили два штамма Hydra oligactis, у которых потеря интерстициальных стволовых клеток вызывает различные последствия. Холодостойкие полипы, обозначаемые как Ho_CR, адаптировались и остались здоровыми, когда чувствительные к низким температурам гидры (Ho_CS ) умерли в течение трех месяцев. Оказалось, что у Ho_CS при ограничении доступа к пище скорость процессов аутофагии, при которых внутренние компоненты клеток подвергаются деградации, восполняя таким образом недостаток питательных веществ, оказалась низка.
Обработка рапамицином подавляла активность фермента mTOR, который является ингибитором аутофагии. У Ho_CS это вызывало замедление старения и восстановление функций регенерации. Однако показано, что рапамицин восстанавливал не скорость процессов аутофагии, а усиливал фагоцитоз — поглощение клетками твердых частиц — и накопление в клетках капель жира. Все это показывает, что для гидр старение проявляется в потере функциональности эпителиальных тканей, в том числе неспособности к аутофагии, что делает животных восприимчивыми к стрессовым воздействиям.