Гены, связанные с более ранним и более высоким размножением, связаны с ускоренным старением.

краткое содержание: Новое исследование, в котором использовались данные более чем 276 000 человек из базы данных Британского биобанка, обнаружило доказательства, подтверждающие теорию антивозрастного полиморфизма, предложенную биологом Джорджем Уильямсом в 1957 году. Эта теория предполагает, что генетические мутации, способствующие преждевременному воспроизводству, также могут ускоряет старение.

Исследователи обнаружили сильную отрицательную связь между воспроизводством и продолжительностью жизни человека, предполагая, что гены, способствующие более высокой репродуктивной способности, связаны с более короткой продолжительностью жизни. Хотя факторы окружающей среды также играют важную роль, это исследование предоставляет доказательства на уровне генома для эволюционного объяснения старения, подчеркивая компромисс между воспроизводством и долголетием.

Ключевые факты:

1. Исследование показало, что гены, связанные с более высокой репродуктивной способностью, имеют тенденцию сокращать продолжительность жизни.
2. Согласно теории антагонистического полиморфизма, мутации, которые увеличивают воспроизводство, но сокращают продолжительность жизни, избирательно отдаются предпочтение.
3. Исследование предоставляет существенные генетические данные, подтверждающие теорию о том, что старение возникает как побочный продукт естественного отбора, направленного на более раннее и усиленное воспроизводство.

источник: университет Мичигана

Исследование Мичиганского университета, основанное на анализе генетической и медицинской информации более чем 276 000 человек, нашло серьёзную поддержку существующей уже несколько десятилетий эволюционной теории, которая стремилась объяснить старение и старение.

В 1957 году биолог-эволюционист Джордж Уильямс предположил, что генетические мутации, способствующие старению, могут быть одобрены естественным отбором, если они полезны на ранних этапах жизни, способствуя раннему воспроизводству или производству большего количества потомства. Уильямс в то время был доцентом Мичиганского государственного университета.

Идея Уильямса, теперь известная как теория старения антагонистического полиморфизма, остается доминирующим эволюционным объяснением старения, процесса старения или старения. Хотя теория подтверждается отдельными тематическими исследованиями, ей не хватает однозначных доказательств в масштабах всего генома.

В новом исследовании планируется опубликовать 8 декабря. Развитие наукиЭволюционный биолог Цзяньчжи Чжан и его китайский коллега проверили гипотезу Уильямса, используя генетическую, репродуктивную информацию и информацию о регистрации смерти 276 406 участников из базы данных Британского биобанка.

Они обнаружили, что воспроизводство и продолжительность жизни человека генетически отрицательно коррелируют, а это означает, что генетические мутации, способствующие воспроизводству, имеют тенденцию сокращать продолжительность жизни.

Кроме того, согласно исследованию, люди, несущие мутации, которые предрасполагают их к относительно высоким репродуктивным показателям, имеют более низкие шансы дожить до 76 лет, чем те, кто несет мутации, которые предрасполагают их к относительно низким репродуктивным показателям.

Однако авторы предупреждают, что на размножение и продолжительность жизни влияют гены и окружающая среда. По мнению авторов, по сравнению с факторами окружающей среды, включая влияние контрацепции и абортов на репродукцию, а также достижения медицины на продолжительность жизни, генетические факторы, обсуждаемые в исследовании, играют относительно незначительную роль.

«Эти результаты убедительно подтверждают гипотезу Уильямса о том, что старение возникает как побочный продукт естественного отбора для более раннего воспроизводства и многого другого», — сказал Чанг, профессор факультета экологии и эволюционной биологии Университета Маршалла В. Ниренберга в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе. потому что наша приспособленность во многом определяется окончанием воспроизводства».

Приспособленность — это концепция, используемая биологами для описания степени, в которой характеристики организма увеличивают количество его потомков.

«Интересно, что мы обнаружили, что если учитывать генетически ожидаемую величину и время размножения, то наличие двух детей соответствует самой длинной продолжительности жизни», — сказал Чжан. «Больше или меньше детей сокращает продолжительность жизни». Этот результат подтверждает результаты нескольких предыдущих исследований.

Чжан — соавтор Развитие науки Документ был представлен Эрпингом Лонгом из Китайской академии медицинских наук и Медицинского колледжа Пекинского союза. Когда начались занятия, Лонг был приглашенным студентом UM.

В генетике концепция плейотропии утверждает, что одна мутация может повлиять на несколько признаков. Идея о том, что одна и та же мутация может быть как полезной, так и вредной, в зависимости от ситуации, известна как антагонистическая плейотропия и была предложена Уильямсом для подтверждения происхождения старения в статье под названием «Плейотропия, естественный отбор и эволюция старения». .» «

Для биолога старение означает постепенное снижение функций организма, проявляющееся снижением репродуктивной способности и увеличением смертности с возрастом.

База данных Британского биобанка позволила Чжану и Лонг оценить генетическую взаимосвязь между воспроизводством и продолжительностью жизни на геномном уровне.

Исследователи изучили частоты 583 вариантов генов, связанных с воспроизводством в базе данных, и обнаружили, что несколько вариантов, связанных с более высокой репродукцией, стали более распространенными в последние десятилетия, несмотря на их одновременную связь с более короткой продолжительностью жизни. Предполагается, что повышенная частота вариантов является результатом естественного отбора для более высокой воспроизводимости.

«Гипотеза антагонистической плейотропии предсказывает, что большинство мутаций, которые увеличивают воспроизводство, но сокращают продолжительность жизни, имеют больше преимуществ в приспособленности, чем недостатков, поэтому они избирательно отдаются предпочтение», — сказал Чжан.

Однако за последние несколько десятилетий продолжительность жизни человека, уровень рождаемости и репродуктивное поведение радикально изменились. В частности, согласно новому исследованию, более половины человечества проживает в регионах мира, где уровень рождаемости снизился, а также увеличился уровень использования противозачаточных средств, абортов и репродуктивных нарушений.

С другой стороны, средняя ожидаемая продолжительность жизни человека при рождении во всем мире неуклонно росла с 46,5 лет в 1950 году до 72,8 лет в 2019 году.

«Эти тенденции в первую очередь вызваны крупными изменениями в окружающей среде, включая изменения в образе жизни и технологиях, и несовместимы с изменениями, вызванными естественным отбором генетических вариантов, выявленных в этом исследовании», — сказал Чжан.

«Это несоответствие предполагает, что по сравнению с факторами окружающей среды генетические факторы играют незначительную роль в изучаемых здесь фенотипических изменениях человека».

Финансирование: Финансирование исследования было предоставлено Национальными институтами здравоохранения США, Национальным фондом естественных наук Китая и Инновационным фондом Китайской академии медицинских наук.

О новостях исследований генетики, старения и репродукции

автор: Джеймс Эриксон
источник: университет Мичигана
коммуникация: Джеймс Эриксон — Мичиганский университет
картина: Изображение предоставлено Neuroscience News.

Исходный поиск: Открытый доступ.
«Доказательства роли отбора репродуктивно выгодных аллелей в старении человека«Цзяньчжи Чжан и др. Развитие науки

Резюме

Доказательства роли отбора репродуктивно выгодных аллелей в старении человека

Гипотеза антагонистической плейотропии утверждает, что естественный отбор плейотропных мутаций, которые обеспечивают одно или несколько ранних воспроизводств, но нарушают пострепродуктивную жизнь, вызывают старение. Эта гипотеза об эволюционном происхождении старения подтверждается тематическими исследованиями, но не имеет однозначных геномных доказательств.

Здесь мы проверяем эту гипотезу генетически, используя генотипы, репродуктивные фенотипы и записи о смертности 276 406 участников Британского биобанка. Мы наблюдаем сильную и отрицательную генетическую связь между репродуктивными характеристиками и продолжительностью жизни.

Лица с высокими показателями по множественным репродуктивным генам (ПГС_р(Их выживаемость ниже до 76 лет)СВ₇₆), И ПГС_р Он увеличивался в возрастных когортах с 1940 по 1969 год. Аналогичные тенденции были обнаружены при изучении отдельных генетических вариантов. Антагонистические плейотропные варианты часто связаны с цис-регуляторными эффектами на множество тканей или на несколько генов-мишеней.

Эти и другие результаты подтверждают гипотезу об антивозрастных SNP у людей и указывают на потенциальные молекулярные механизмы антивозрастных SNP для продолжительности жизни.