Исследование раскрывает секрет долголетия королевы муравьев и проливает свет на старение «других видов»

Согласно новому исследованию, которое, по словам ученых, может пролить свет на процесс старения у других видов, белок, который ингибирует инсулин, может быть причиной 500-процентного увеличения продолжительности жизни, наблюдаемого у маток муравьев по сравнению с рабочими колонии.

Исследователи, в том числе из Нью-Йоркского университета в США, говорят, что королева муравьев демонстрирует высокую скорость метаболизма для размножения без старения.

Согласно исследованию, опубликованному в журнале Science в четверг, эти муравьи вырабатывают антиинсулиновый белок, который блокирует только часть химического пути инсулина в организме, ответственного за старение.

Наличие большего количества потомства у многих животных связано с более короткой продолжительностью жизни — компромисс, который, как считается, является результатом того, как распределяются пищевые и метаболические ресурсы.

Исследователи ранее показали, что гормон инсулин, который помогает преобразовывать пищу в энергию, играет ключевую роль в обмене веществ и старении.

У большинства животных ученые обнаружили, что энергоемкий процесс производства яиц требует дополнительной пищи и повышает уровень инсулина, но повышенная активность инсулинового пути, необходимого для размножения, приводит к сокращению продолжительности жизни.

И наоборот, ученые обнаружили, что во многих формах жизни ограничение в питании может продлить жизнь, поддерживая низкий уровень инсулина.

Муравьи являются заметным исключением из этого широко распространенного правила. Муравьиная матка, отвечающая за воспроизводство всей колонии, живет намного дольше, чем рабочие муравьи, имея при этом тот же геном.

Королева черных садовых муравьев, например, может отложить 1 миллион яиц и прожить 30 лет, в то время как ее бесплодные рабочие сестры живут всего один год.

В новом исследовании исследователи изучили соляных муравьев Harpegnathos, обитающих в Индии, — вид, у которого королевы обычно живут пять лет, а рабочие умирают примерно через семь месяцев.

Когда в колонии этого вида умирает королева, рабочие муравьи соревнуются друг с другом своими усиками, соперничая за право стать следующей королевой.

Ученые установили, что победители становятся «псевдо», оставаясь при этом в меньшем рабочем теле.

Поведение этих новых маток быстро меняется: от откладывания яиц до значительного увеличения продолжительности их жизни примерно на четыре года.

Однако когда этих ложных муравьев заменяют другим рабочим, они возвращаются к своему рабочему статусу — перестают откладывать яйца, а продолжительность их жизни сокращается до семи месяцев.

«Муравьи Harpegnathos предоставляют уникальную возможность изучить, как старение и размножение разделяются», — сказал Клод Деплан, один из ведущих авторов исследования из Нью-Йоркского университета.

Ученые обнаружили, что муравьи, перешедшие с рабочих на псевдобульбы, производят больше инсулина в своем мозгу, что приводит к активации одной из двух основных ветвей сигнального пути инсулина, МАРК, контролирующего обмен веществ и образование яиц.

Повышенная выработка инсулина также заставляет яичники расти, чтобы производить яйцеклетки.

Также вырабатывается белок-ингибитор инсулина под названием Imp-L2, который сигнализирует о пути, связанном со старением и долголетием.

«Две основные ветви пути передачи сигналов инсулина, по-видимому, по-разному регулируют фертильность и продолжительность жизни, при этом усиление передачи сигналов в одной способствует размножению организмов Pseudomonas, а снижение передачи сигналов в другой соответствует долголетию», — сказал соавтор исследования Дэнни Райнберг.

Ученые говорят, что это взаимодействие может способствовать необычайной продолжительности жизни и многочисленному потомству муравьиного размножения «и, ​​возможно, других насекомых».

Большинство манипуляций с долголетием у животных, таких как мыши или мухи, продлевают их жизнь на 10–20 процентов. «Муравьи демонстрируют значительное увеличение продолжительности жизни на 500 процентов, что делает их исследование еще более надежным», — сказал доктор Деплан.

«Увеличение производства белка, который связывает инсулиноподобные молекулы в гемолимфе, может объяснить разницу, позволившую долголетию псевдокоролевы», — пишут ученые в исследовании.