Гренландские акулы сохраняют зрение столетиями благодаря механизмам репарации ДНК

Новое исследование, опубликованное в журнале Nature Communications, пересматривает представления о зрительной системе гренландской акулы, самого долгоживущего позвоночного на планете, чей жизненный цикл может превышать четыреста лет. Ученые обнаружили, что, вопреки предположениям о почти полной слепоте старых особей, их зрительная система демонстрирует поразительную сохранность, несмотря на возраст и частое присутствие роговичных паразитов.

Исследовательская группа, включавшая специалистов из Соединенных Штатов, Швейцарии и Дании, провела молекулярный, геномный и гистологический анализ глазных яблок акул, выловленных в период с 2020 по 2024 год. Возраст проанализированных экземпляров превышал столетний рубеж, достигая 130 лет. Ключевым результатом стало отсутствие дегенерации сетчатки и гибели клеток даже в самых старых образцах, что является исключением для столь продолжительной жизни.

Сетчатка гренландской акулы, обитающей на глубинах до 1200 метров, где преобладает тусклый синий свет, состоит исключительно из палочек, оптимизированных для низкой освещенности, и не содержит колбочек. Молекулярные тесты подтвердили, что родопсин, белок светочувствительности, настроен на длину волны 458 нанометров, что максимально использует доступный синий спектр. Ученые установили, что даже паразитические рачки на роговице не снижают светопропускание до уровня, несовместимого с функциональным зрением.

Феноменальная витальность нейронных функций на протяжении веков приписывается мощным механизмам репарации ДНК. Исследование выявило усиленную экспрессию генов, связанных с восстановлением ДНК, в частности, компонентов комплекса ERCC1-XPF. Этот механизм, по всей видимости, работает с исключительной эффективностью, предотвращая накопление повреждений, которое обычно ведет к старению нейронов у других видов.

Открытие предлагает новые перспективы для офтальмологии. Понимание того, как гренландская акула поддерживает целостность светочувствительных клеток на протяжении столетий, может лечь в основу терапевтических стратегий для борьбы с возрастными дегенеративными заболеваниями глаз, такими как глаукома и макулярная дегенерация. Исследование, хотя и сложное из-за ограничений в доступе к биоматериалу, представляет собой работающую модель защиты зрения, созданную эволюцией.

Ученые, включая Дороту Сковронску-Кравчик из Калифорнийского университета в Ирвайне, а также Вальтера Зальцбургера и Лили Г. Фогг из Базельского университета, подчеркивают, что зрительная система акулы не деградировала, а была тонко настроена для выживания в условиях вечной темноты. Гистологический анализ, проведенный аспиранткой Эмили Том, подтвердил отсутствие клеточной гибели и сохранение активности родопсина в гигантских глазных яблоках, что делает гренландскую акулу уникальным примером долгосрочного сохранения центральной нервной системы в экстремальных условиях.