Зорова система гренландської акули: адаптація до довголіття та темряви

Гренландська акула (Somniosus microcephalus), відома як найдовший хребетний організм із потенційним терміном життя, що перевищує 400 років, раніше вважалася майже сліпою через умови глибоководного середовища та наявність очних паразитів. Однак новітні дослідження, опубліковані у виданні «Nature Communications», кардинально змінюють це уявлення, демонструючи, що її зорова система залишається повністю працездатною та надзвичайно адаптованою до процесів клітинного старіння.

Міжнародна група дослідників, до якої увійшли фахівці з Каліфорнійського університету в Ірвайні, застосувала геномні та гістологічні методики для аналізу біологічних зразків, зібраних поблизу острова Діско, Гренландія. Дослідження виявило, що зорова система акули оптимізована для умов мінімальної освітленості, майже повністю покладаючись на стрижневі клітини сітківки для максимального вловлювання дефіцитних фотонів світла. Гістологічний аналіз шарів сітківки у зразків акул, яким було понад століття, не виявив жодних ознак дегенерації, що свідчить про збереження цієї критично важливої тканини.

Ключ до феноменального довголіття акул, які досягають статевої зрілості лише до 150 років, вчені пов’язують із високою експресією генів, відповідальних за репарацію ДНК, зокрема генів ercc1 та ercc4, які функціонують як механізм внутрішньоклітинного обслуговування. Крім того, мембрани клітин сітківки насичені жирними кислотами з дуже довгим ланцюгом, що забезпечує гнучкість родопсину, світлочутливого пігменту, навіть у низькотемпературному середовищі. Ці біологічні особливості, разом із низьким метаболізмом, адаптованим до холодних вод, де температура може сягати 28 градусів за Фаренгейтом, пояснюють їхню здатність до тривалого виживання.

Наукова робота також розвіяла міф про повну сліпоту, спричинену веслоногим рачком-паразитом Ommatokoita elongata. Дослідники встановили, що паразит пропускає від 66% до 100% синього світла, що дозволяє йому досягати сітківки. Хоча наявність паразита, який може оселятися в оці, впливає на якість зору, він не позбавляє акулу здатності сприймати світло. Ці висновки, отримані на основі аналізу столітніх очей, відкривають нові перспективи для медичних досліджень, зокрема у сфері вікових захворювань очей людини, таких як глаукома та макулярна дегенерація.

Додаткові генетичні дослідження виявили посилені механізми реагування на пошкодження ДНК та імунної відповіді, включаючи підвищену кількість копій генів, що регулюють білок NFKB, який контролює запалення та виживання клітин. Це також пов'язують зі зниженим ризиком розвитку пухлин. Вчені з Токійського університету, аналізуючи геном, виявили мутації, що гальмують онкологічні процеси та регулюють апоптоз. Ці адаптації роблять гренландську акулу важливим об'єктом для вивчення біологічних основ довголіття та стійкості до дегенеративних змін.