Передается ли долголетие по наследству

Даже наличие хорошего здоровья у одного человека не гарантирует ему большую продолжительность жизни, чем у человека с более слабым здоровьем.

Многие учёные проводят исследования для того, чтобы выявить факторы, способствующие долголетию. С древних времен, начиная с мифа о фонтане Юности, здоровье и долголетие являются двумя ключевыми и все еще непостижимыми объектами для медицинских исследований.

Современная медицина вошла в молекулярную эпоху. Главным объектом исследования при изучении болезней и вопроса долголетия стали клетки и удивительные 46 хромосом, составляющие человеческий геном. Причина этого в том, что в течение долгого времени геном считался определяющим фактором во всех аспектах: предрасположенность к заболеваниям, характер, предпочтения и даже долголетие.

Между тем, увеличивается число исследований, которые говорят о том, что хотя геном определяет задатки человека, на его развитие оказывает влияние среда. Взаимодействие генов и среды теперь в полной мере стало областью для научного изучения с целью определить соотношения между врождённостью и приобретёнными качествами.

Так какое же влияние на долголетие оказывает геном? Статья в «New York Times» от 31 августа 2006 г. отражает трудности, возникающие при предсказании продолжительности жизни с точки зрения генетики: «86-летняя Жозефина Тизауро живет в пригороде Питтсбурга, Пенсильвания. Несмотря на свой возраст, у неё хорошее здоровье, она встречается со своими друзьями, ходит в церковь и по-прежнему водит машину. Её сестра-близнец, напротив, страдает от недержания мочи, слепа и перенесла операцию на суставах. Этот пример поразил даже специалистов по гериатрии. В самом деле, у этих двух женщин один и тот же генетический набор, они из одной семьи, живут в одном месте, но состояние их здоровья противоположно».

После периода гегемонии теории «все заложено генетикой», согласно которой некоторые люди благодаря своей генетике могут есть, что хотят, пить, курить и жить так же долго, как и остальные, частично возвращается концепция прошлых лет, с точки зрения которой долголетие определяется средой, питанием, физической активностью и медицинским обслуживанием.

Однако некоторая врожденная предрасположенность к долголетию всё же существует - члены отдельных семей отличаются впечатляющим долголетием, но это малая часть. Джеймс Вопел, ответственный работник института Макса Планка в Германии также говорит: «Наследственность определяет комплекцию человека, но не его продолжительность жизни».

Мы столкнулись с феноменом. Даже наличие хорошего здоровья у одного человека не гарантирует ему большую продолжительность жизни, чем у человека с более слабым здоровьем.

Профессор Кааре Кристенсен из Дании занимается изучением передачи заболеваний. По его мнению, мы можем определить, что тучность и курение укорачивают жизнь человека, однако его долголетие невозможно предугадать. Некоторые генетические изменения повышают риск заболевания раком или болезнью Альцгеймера, однако единственный генетический фактор, который, возможно, имеет связь со средней продолжительностью жизни - это длина теломеров, концевых участков хромосомы, которые укорачиваются при каждом увеличении числа клеток.

Кааре Кристенсен и её коллеги изучили геномы 20 000 близнецов, рождённых в период с 1966 по 2006 гг. в Финляндии, Норвегии и Швеции. Статистика их исследований показала, что геном имеет ещё меньшее влияние, чем это было принято считать раньше, и не является определяющим фактором долголетия.

В ходе другого исследования, посвященного предрасположенности к раковым заболеваниям, было изучено 4 500 близнецов в скандинавских странах. В результате выяснилось, что лишь рак груди, простаты и колоректальный рак являются наследственными.

Роберт Гувер из национального института по изучению рака в США написал: «До этих исследований ученые были вправе думать, что геном оказывает влияния на заболевания, но теперь эта теория должна быть под вопросом».

Для понимания факторов, определяющих продолжительность жизни, ещё предстоит проделать длинную дорогу. Генетика, среда… В Древнем Китае считали, что добродетельные люди могут даровать длинную жизнь своим детям, а мудрецы долго живут. Это не может удовлетворить ни одного современного специалиста, по крайней мере, это соответствует эпидемиологическим данным о взаимосвязи между стрессом и раком. Остальное ещё предстоит открыть.

То, о чём учёные рассуждали, опираясь на фрагментарные знания, ныне подтверждено самым крупным исследованием в своём роде. Долголетие человека действительно зашифровано в его генах, причём не существует какого-то одного специального “гена долгожительства”. На результат работает счастливое сочетание целой плеяды генетических вариаций.

Параметры окружающей среды, здоровый образ жизни или вредные привычки, диета, спорт - всё это, очевидно, влияет на продолжительность пребывания человека в этом мире. Но и наследственный код играет немалую роль. А вот какую именно - до сих пор предмет споров.

Учёные осторожно предполагают, что выживаемость в пределах 85 лет зависит от генов только на 25-30%. Но вот в случае с людьми старше генетическая предрасположенность к долголетию становится всё важнее и важнее. Может, поэтому время от времени приходится слышать рассказы вроде “А моя бабушка курила всю жизнь и дожила до 95 лет”?

В прошлых исследованиях по долголетию учёные сосредотачивали своё внимание на очень ограниченном числе генов. Например, в одной работе была открыта распространённость среди долгожителей гена FOXO3a, влияющего на механизм апоптоза - запрограммированной смерти клетки, а также на защиту от оксидативного стресса.

В другом случае авторы выделили группу генов, ответственных за постоянное восстановление теломер (концов хромосом), которые напрямую связаны со старением клетки. И снова статистический анализ подтвердил связь между долголетием человека и доставшимися ему специфичными генами.

Однако теперь группа генетиков из США и Италии предприняла попытку куда более глубокого “траления” наследственных кодов с целью выявить как можно больше генов, работа которых отражается на долголетии. Исследователи рассмотрели геномы 1055 людей возрастом от 100 лет и старше и 1267 обычных “контрольных”.

Так удалось выявить 150 однонуклеотидных полиморфизмов (SNP), характерных для подавляющего большинства долгожителей - это своего рода генетические маркеры долголетия, не гарантирующие хозяину “вечную жизнь”, но всё же говорящие о многом.

Опираясь на статистический анализ, биологи составили компьютерную генетическую модель, которая может с 77-процентной точностью предсказывать, будет ли человек долгожителем, на основе расшифровки его персонального кода. (Вскоре эта программа будет доступна на сайте проекта - New England Centenarian Study.)

Правда, сами авторы тут же поправляют, что наличие даже всех этих сотен маркеров всё же не означает для носителя буквально 77-процентный шанс прожить больше 100 лет, поскольку влияние прочих, не генетических факторов модель не учитывает.

Тем не менее теперь генетикам есть где разгуляться. Среди вариаций генов, выделенных учёными, есть последовательности, отражающиеся на метаболизме и функциях клеток мозга, на гормональных регулирующих механизмах и работе костной ткани…

Всё это укрепило исследователей во мнении, что единственного гена долгожительства попросту нет. Тут работает взаимодействие нескольких наследственных факторов.

Что важно, “хорошие” гены, улучшающие сопротивляемость болезням и различными путями продлевающие жизнь, могут “на поле человека” переиграть даже наличие у него же генетической предрасположенности к старческим болезням, вроде Альцгеймера.

“Этот очень удивительный результат позволяет предположить, что люди проживают очень долгую жизнь не в отсутствие генетической предрасположенности к болезням, а в случае обогащения их генома чертами, связанных с долголетием, - заявила Паола Себастьяни (Paola Sebastiani) из школы здравоохранения Бостонского университета, один из лидеров данного исследования.

– Этот анализ показывает, что если вы хотите рассчитать риск заболевания на основе только лишь генетической предрасположенности к нему, ваш расчёт может быть неполным без учёта общего генетического фона”.

Но ведь людей не меньше болезней интересует сама продолжительность жизни. Тут результаты оказались неоднозначными. 45% самых старых долгожителей (110 лет и старше) показали самую высокую долю присутствия тех самых генетических маркеров долголетия, то есть обладали самым большим числом “правильных” полиморфизмов.

С другой стороны, и в контрольной группе обычных людей 15% обладали хотя бы некоторыми из генетических вариаций, связанных с исключительным долголетием. То есть статистически 15% людей генетически “расположены” дожить до 90-100 лет. Почему так не получается в реальности - большой вопрос.

Более того, даже без всяких “генов долголетия” человек тоже способен прожить долго, - это показал новый анализ. 23% от изученных в рамках данного проекта столетних персонажей не обладали никакой особенной генетикой, то есть программа “предсказания” отнесла бы их к группе с обычной продолжительностью жизни. Именно поэтому авторы работы предостерегают от поспешных выводов при анализе генома.

Учёные также особо отмечают, что полученные в ходе этой работы данные должны сыграть большую роль не в появлении пресловутой “таблетки бессмертия”, а в разработке новых средств борьбы с заболеваниями, в продлении здорового долголетия.

Так дополнительный анализ геномов показал, что 90% столетних можно разбить на 19 групп со специфическими комбинациями генотипов, которые увязываются с общей картиной заболеваний у этих людей, например с распространённостью в каждой группе и с возрастом появления слабоумия и гипертонии.

Кстати, предыдущие работы, - утверждает Перлз, - показали, что 90% долгожителей обходятся без инвалидности в среднем до 93 лет. Тут явно не обошлось без хорошей наследственности.

Получается, что у невероятного революционера ди Грея и осторожных исследователей червяков, рассуждающих о расшифровке законов старения и достижении физиологического бессмертия, есть некоторые основания для оптимизма.

1 . Живое характеризуется: негэнтропией, метаболизмом, размножением, наследственностью и изменчивостью.

2 . Теория абиогенного происхождения жизни на земле предложена: А.Опариным.

3 . Эволюционно обусловленные уровни живого: молекулярно-генетический, клеточный, организменный, популяционно-видовой, биогеоценотический, биосферный.

4 . В 1839г. клеточная теория была сформулирована: Т.Шванном и М.Шлейдоном.

5 . Важное дополнение к клеточной теории о том, что “каждая клетка происходит из другой клетки”, сделал в 1858г.: Р.Вирхов.

6 . К прокариотам относятся: сине-зеленые водоросли и бактерии.

7 . Современной гипотезой происхождения эукариотических клеток является: гипотеза эндосимбиоза.

8 . Организмы: прокариоты – организация наследственного материала: нуклеоид.

Организмы: эукариоты – организация наследственного материала: хромосомы, содержащие ДНК и белки.

9 . Современная модель молекулярной организации плазматической мембраны: жилкостно-мозаичная.

10 . Органеллы: рибосомы -- Функции: синтез белков. Органеллы: митохондрии -- Функции: образование АТФ. Органеллы: Гладкая ЭПС -- Функции: синтез углеводов и жиров. Органеллы: пластинчатый комплекс -- Функции: упаковка и выделение секретов и экскретов за пределы клетки. Органеллы: центросома -- Функции: участие в делении клеток. Органеллы: лизосомы -- Функции: внутриклеточное переваривание веществ.

11 . Плазмиды клеток - это небольшие фрагменты: ДНК.

12 . Генетическая активность ядра клетки определяется: эухроматином.

13 . Молекулярная структура ДНК расшифрована: Уотсоном и Криком.

14 . Молекула ДНК эукариот: линейная, двухцепочечная.

15 . ДНК клеток эукариот находится: в ядре, хлоропластах, митохондриях.

16 . Химические компоненты хроматина эукариотических клеток: гистоновые белки, ДНК, кислые белки.

17 . Число, структура и размеры хромосом характеризуют: кариотип.

18 . Генетический код содержит: 61 смысловой и 3 терминирующих триплета.

19 . Информативный участок гена – это: экзон.

20 . Участки, разделяющие гены – это: спейсеры.

21 . Повторяющиеся последовательности ДНК кодируют: тРНК, рРНК.

22 .Мультигенные семейства и комплексы, свойственные геному: эукариот.

23 . Стадии биосинтеза белка - Протекающие процессы

транскрипция – образование пре-иРНК

процессинг – преобразование пре-иРНК в

зрелую иРНК

трансляция – образование первичной

структуры белка

конформация – образование окончательной молекулы белка

24 . Транскрипцию осуществляет фермент: РНК-полимераза.

25 . Оперон содержит: ген-промотор, структурные гены, ген-оператор.

26 . Регуляция транскрипции может осуществляться: индукцией и репрессией.

27 . Индукция оперона у прокариот: поступление индуктора в цитоплазму – образование комплекса индуктор-репрессор – освобождение гена-оператора от связи с репрессором – движение фермента РНК-полимеразы к структурным генам – считывание информации со структурных генов – образование конечного белкового продукта.

28 . Индуцировать работу оперона могут:

ц-АМФ, гомоны, стадиоспецифические белки.

Размножение клеток и организмов.

29 . Упаковки ДНК в хромосоме: нуклеосомная нить – микрофибрилла – хромонема – хроматида.

30. Нуклеосомная нить – элементарная структура хромосомы эукариот состоит: из гистоновых белков и ДНК.

31 . Хромосомы дифференцированных клеток эукариот содержат: одну молекулу ДНК, белки гистоны.

32 . Стадии митотического цикла: автосинтетическая интерфаза – профаза – метафаза – анафаза – телофаза.

33 . Митотический цикл клетки включает: постсинтетический период, синтетический период, пресинтетический период, митоз.

34 . Репликация ДНК происходит: в синтетическом периоде.

35 . Наиболее распространенный способ репликации ДНК у эукариот: полуконсервативный.

36 . Репликация ДНК на лидирующей цепи происходит: непрерывно, в направлении 5 3 (новой цепи).

37 . Репликация ДНК на отстающей цепи происходит: фрагментами Оказаки, прерывисто.

38 . Сохранение исходного набора хромосом в результате деления клеток обеспечивает: митоз.

39 . Для поддержания исходного количества хромосом в анафазе митоза к полюсам расходятся: хроматиды.

40 . Биологическое значение митоза заключается: в поддержании постоянства кариотипа в соматических клетках, в осуществлении процессов регенерации и роста, в обеспечении бесполого размножения.

41 . Жизненный цикл клетки может: совпадать с митотическим, включать митотический цикл, период дифференцировки и гибель.

42 . Тип клеток Жизненный цикл

Нервные -- включает дифференцировку и гибель

Паренхима печени, почек – включает гетеросинтетическую интерфазу и митотический цикл.

Базальный слой эпителия кожи – равен митотическому.

43 . К бесполому размножению относятся: шизогения, митоз.

44 . При бесполом размножении: потомство представляет генетические копии родителей, клеточным механизмом является митоз, поставляется материал преимущественно для стабилизирующего отбора.

45 . К половому размножению относятся: партеногенез, гиногенез, андрогенез.

46 . При партеногенезе организм развивается: из яйцеклетки.

47 . При андрогенезе организм развивается: из двух сперматозоидов в цитоплазме яйцеклетки.

48 . При гиногенезе организм развивается: из яйцеклетки.

49 . Стадии сперматогенеза: размножение, рост, созревание, формирование.

50 . Стадии сперматогенеза число - Набор хромосом (n) и молекул ДНК (с)

сперматогонии 2n2c

сперматоцит I порядка 2п4с

сперматоцит II порядка 1п2с

сперматида 1п1с

51 . Клетки на стадии овогенеза - Набор хромосом (п) и число молекул ДНК (с)

Овогонии 2n2c

Овоцит I порядка 2п4с

Овоцит II порядка 1п2с

Яйцеклетка 1п1с

52 . Особенностями мейоза являются: в профазе1 происходит конъюгация хромосом и кроссинговер, в анафазе1 к полюсам клетки расходятся гомологичные хромосомы, мейоз включает два деления, в анафазе2 к полюсам клетки расходятся хроматиды, в результате мейоза в гаметах образуется гаплоидный набор хромосом.

53 . В мейозе расхождение гомологичных-унивалентов происходит: в анафазе1.

54 . В мейозе конъюгация гомологичных хромосом и кроссинговер происходит: в профазе1.

55 . Независимое расхождение хромосом при мейозе является важнейшим механизмом: комбинативной изменчивости.

Индивидуальное развитие организмов.

56 . Ланцетники имеют яйцеклетку: первично изолецитальную.

57 . Амфибии имеют яйцеклетку: умеренно телолецитальную.

58 . Птицы имеют яйцеклетку: резко телолецитальную.

59 . Плацентарные млекопитающие имеют яйцеклетку: вторично изолецитальную.

60 . В процессе оплодотворения яйцеклетки выделяют гиногамоны-1, которые: активируют движение сперматозоидов.

61 . Периоды эмбриогенеза: зигота, дробление, бластула, гаструла, образование осевых органов, гисто- и органогенез.

62 . Тип яйцеклетки Характер дробления

Первично изолецитальня – полное равномерное

Резко телолецитальная – неполное дискоидальное

Умерено телолецитальная – полное неравномерное.

63 . Способы дробления и гаструляции зависят: от количества желтка в яйцеклетке.

64 . В период дробления происходит: митотическое деление без дальнейшего роста клеток.

65 . Дробление яйцеклетки человека: полное неравномерное.

66 . Гаструляция у плацентарных происходит путем: деляминации.

67 . Головной мозг, спинной мозг и рецепторы органов чувств человека развиваются: из эктодермы.

68 . Сердце и кровеносные сосуды человека развиваются из участков мезодермы: спланхнотома.

69 . Печень и поджелудочная железа человека развиваются: из энтодермы.

70 . Опорно-двигательная система человека развивается из участков мезодермы: склеротома, миотома.

71 . Ткани зуба развиваются: эмаль – из эктодермы, дентин – из мезодермы, пульпа – из энтодермы.

72 . К провизорным органам анамний относятся: желточный мешок.

73 . Плаценту человека образуют: слизистая матки, хорион.

74 . В связи с развитием плаценты у млекопитающих редуцируются: желточный мешок, аллантойс.

75 . Ворсинка хориона омывается кровью материнского организма в плаценте: гемохориальный.

76 . Генетическая регуляция онтогенеза осуществляется: последовательной дерепрессией и репрессией генов.

77 . Продукты генов (иРНК, рРНК, и др.), определяющие развитие зиготы, синтезируются: в период овогенеза.

78 . Геном зародыша позвоночных всегда репрессироан на стадии: зиготы.

79 . Пуффы политенных хромосом являются: активными участками генома, временными образованиями,

80 . Дерепрессия генов зародыша человека начинается на стадии: дробления.

81 . Тотипотентность клеток зародыша человека: выше на ранних стадиях развития.

82 . Клетки зародыша способны к смене направления дальнейшего развития на стадии: дробления.

83 . Развитие однояйцевых близнецов у человека невозможно благодаря: тотипотентности бластомера.

84 . Развитие однояйцевых близнецов у человека возможно благодаря типу его яйцеклетки: регуляционной.

85 . Канализация развития зародыша связана с приобретением: унипотентности бластомеров, лабильной детерминации.

86 . Дифференцировка клеток в эмбриогенезе обусловлена: дифференциальной активностью генов, межклеточными контактными взаимодействиями.

87 . Эмбриональная индукция характеризуется: влиянием одних зачатков на развитие других, наличием организаторов, цепью последовательных индукций, способностью эмбрионального зачатка к восприятию индуктора.

88 . В критические периоды эмбриогенеза отмечаются: коренные изменения в развитии зародыша, наибольшая чувствительность к действию вредных факторов, повышение перинатальной смертности.

89. Восприимчивость эмбриона к действию внешних факторов в критические периоды: повышается.

90 . В эмбриогенезе критические периоды для всего зародыша: имплантация, плацентация.

91 . Наибольшая чувствительность органов зародыша млекопитающих к действию вредных факторов проявляется в периоды: образования плаценты, закладки органа.

92 . В период гисто- и органогенеза возникают пороки: фенокопии, ненаследственные.

93 . Наследственные пороки развития у человека обусловлены: генеративными мутациями, мутациями в зиготе.

94 . Наследственные пороки развития у человека обусловлены мутациями: в половых клетках, в зиготе, в бластомерах на ранних стадиях дробления.

95 . Для членистоногих при развитии с неполным метаморфозом характерны стадии: нимфы, личинки, яйца, имаго.

96 . Для развития с полным метаморфозом характерны стадии: личинки, яйца, куколки, имаго.

97 . Гистологические ферменты лизосом разрушают органы предшествующей стадии развития в период: куколки.

98 . Возраст Период постнатального онтогенеза человека

8-12 лет 1-е детство

13-16 лет подростковый

17-21 лет юношеский

22-35 лет 1-й период зрелого возраста

36-69 лет 2-й период зрелого возраста

99 . Ведущим фактором, влияющим на скорость полового созревания у человека, является: характер питания.

100 . Рост человека: имеет различную скорость на всех этапах онтогенеза, контролируется несколькими неаллельными генами, зависит от условий среды.

101 . Дорепродуктивный период онтогенеза человека характеризуется: дифференцировкой систем органов, ростом организма, становлением вторичных половых признаков.

102 . Сокращение продолжительности жизни человека обусловлено: избыточным весом, алкоголизмом, токсическим действием табачного дыма, сильными эмоциональными стрессами.

103. Постпродуктивный период онтогенеза человека характеризуется: снижением приспособительных возможностей организма, замедлением обменных процессов, социальной зрелостью и опытом, инволюцией систем и органов.

104 . Главный механизм старения заключается: в генетически запрограммированном нарушении гомеостаза.

Эндокринная Ш.Броун-Секар

Интоксикация организма продуктами гниения и ядами бактерий - И.Павлов

Накопление с возрастом свободных радикалов - Харман

Перенапряжение нервной системы - И.Павлов

Старение соединительной ткани - А.Богомолец

Генетически запрограммированной продолжительности жизни - Л.Хейфлик

107 . Старение человека сопровождается: снижением уровня пищеварительных соков, уменьшением жизненной емкости легких, ослаблением иммунитета.

108 . Ведущим фактором долгожительства человека, доказанным близнецовым методом, является: наследственность.

109 . Наследственный характер долгожитнльства подтверждается методом: близнецовым.

110 . Ген старения человека находится: в 1-й паре хромосом.

ОСНОВЫ ГЕНЕТИКИ.

111 . Цитологические основы “чистоты” гамет заключаются: в расхождении гомологичных хромосом в анафазе 1 деления мейоза, в наличии в гамете по одному аллельному гену из пары.

112 . По 2-му закону Менделя происходит расщепление признаков у гибридов в отношении: 1:2:1 по генотипу и 3:1 по фенотипу.

113 . При неполном доминировании расщепление по фенотипу у потомков от скрещивания двух гетерозиготных организмов составляет: 1:2:1.

114 . Взаимодействие между генами - Примеры

полное доминирование IaIo, IbIo

кодоминирование IaIb

115 . Для установления генотипа особи (анализирующее скрещивание) ее скрещивают: имеющим рецессивный признак.

116 . Вероятность резус-конфликта при браке резус-положительной гомозиготной матери и резус-отрицательного отца: 0%.

117 . Вероятность резус-конфликта при браке резус-положительной гетерозиготной матери и резус-отрицательного отца: 0%.

118 . Вероятность резус-конфликта при браке резус-отрицательной матери и резус-положительного гомозиготного отца по этому признаку: 100%.

119 . Вероятность резус-конфликта при браке гетерозиготных по резус-фактору родителей: 0%.

120 . Вероятность резус-конфликта при браке резус-отрицательной матери и резус-положительного гетерозиготного отца: 50%.

121 . Множественный аллелизм означает наличие в генофонде: нескольких аллелей одного гена, отвечающих за развитие разных проявлений признака.

122 . При взаимодействии генов по типу кодоминирования: в фенотипе одновременно проявляются оба аллельных гена.

123 . Присутствие в генотипе в одинаковой мере функционально активных двух аллелей одного гена характерно: для кодоминирования.

124 . У детей I, II, III, IV группы крови. Возможные группы крови родителей: II и III.

125 . Родители гетерозиготны по III группе крови. Вероятность рождения ребенка с III группой крови составит: 75%.

126 . Мать со II группой крови имеет ребенка с I группой крови. Возможные группы крови отца: I, II, III.

127 . У родителей с I и IV группой крови дети унаследуют: II и III.

128 . Плейотропия – явление, при котором: одна пара генов контролирует проявление нескольких признаков.

129 . По 3-му закону Менделя происходит расщепление признаков у гибридов в отношении: 9:3:3:1 по фенотипу.

130 . Расщепление по фенотипу в отношении 13:3 или 12:3:1 возможно: при эпистазе.

131 . Расщепление по фенотипу в отношении 9:7 возможно: при комплементарном взаимодействии.

132 . При комплементарном взаимодействии новое качество признака будет в случае генотипов: АаВв, ААВВ, ААВв, АаВВ.

133 . При эпистатическом действии доминантного гена (В) проявление признака, контролируемого доминантным геном (А), не будет в генотипах: ААВВ, АаВВ, ААВв, АаВв.

134 . Разная степень выраженности признаков цвета кожи, роста организма, близорукости у человека обусловлена: полимерией.

135. Сцепленное наследование признаков было установлено: Т.Морганом.

136

Группа сцепления – гены, локализованные в одной хромосоме

Генетическое картирование – определение положения какого-либо гена по отношению к другим генам в хромосоме

Сцепленное наследование признаков – наследование признаков, контролируемых генами, локализованными в одной хромосоме

Наследование, сцепленное с полом – наследование признаков, гены которых локализованы в негомологичных участках Х или Y хромосом.

137 . Расщепление по фенотипу при скрещивании АаВв х аавв будет составлять:

При независимом наследовании – АаВв, аавв, Аавв, ааВв равновероятно.

При полном сцеплении генов – АаВв, аавв равновероятно.

При неполном сцеплении генов -- АаВв, аавв, Аавв, ааВв в различных соотношениях.

138 . Генотип особи АаВв, гены А и В расположены - Возможное % соотношение гамет

В разных парах хромосом – АВ, Ав, аВ, ав -- в равных % соотношениях

В одной хромосоме и сцепление полное – АВ и аа в равных % соотношениях

В одной хромосоме, неполное сцепление – АВ, Ав, аВ, ав – в разных % соотношениях.

139 . Гены, локализованные в одной хромосоме, наследуются: сцепленно.

140 . Расстояние между генами, согласно теории Моргана, определяется: процентом кроссоверных организмов, полученных при анализирующем скрещивании.

141 . Частота кроссинговера зависит: от расстояния между генами в хромосоме.

143 . Возможное число кроссоверных форм: всегда меньше 50%.

144 . Если расстояние между генами А-В составляет 15 морганид, генами А-С 25 морганид, а генами В-С 10 морганид, то гены в хромосоме расположены в порядке: А-В-С.

145 . Число кроссоверных гамет будет больше, если расстояние между генами, контролирующими исследуемые признаки, будет равно: 25 морганид.

146 . Если мужчина с полученными от матери полидактилией и катарактой, гены которых доминантны, локализованы в одной аутосоме и сцеплены абсолютно, женится на здоровой женщине, то дети унаследуют более вероятно: оба порока одновременно, будут здоровы.

147 . Если расстояние между генами А и В в аутосоме составляет 40 морганид, то в дигетерозиготном организме образуется гамет: 30% каждого сорта некроссоверных, 20% каждого сорта кроссоверных.

148 . Гомогаметность характерна для самок: млекопитающих, дрозофил.

149 . Сцепленно с полом наследуются признаки, контролируемые генами, локализованными: в Х-хромосомах, в Y-хромосо-мах.

150 . Полностью сцепленно с полом наследуются признаки, контролируемые генами, находящимися: в негомологичном участке Х-хромосомы, в негомологичном участке Y-хромосомы.

151 . В брак вступают женщина-носитель гемофилии и здоровый мужчина. Возможность фенотипического проявления этого признака у детей составляет: 50% среди мальчиков.

152 . Если мужчина, страдающий дальтонизмом, женится на женщине-носитель-нице этого же гена, вероятность проявления этого признака у детей составит: 50% среди девочек и 50% среди мальчиков.

153 . В брак вступает мужчина, имеющий гипертрихоз, наследуемый как признак, сцепленный с Y-хромосомой. Вероятность проявления этого признака у детей: 100% среди мальчиков.

154 . Основные понятия и их определения:

Признаки, сцепленные с полом – признаки контролируются генами, локализованными в половых хромосомах.

Признаки, зависимые от пола – характер проявления доминантного гена зависит от пола.

Признаки, ограниченные полом – гены имеются у обоих полов, но признаки проявляются у одного пола.

155 . Модификационная изменчивость связана: с изменением активности ферментов.

156 . Методом изучения модификационной изменчивости является: вариационно-стстаический.

157 . Диапазон модификационной изменчивости является: нормой реакции.

158 . Значения признака образуют вариационный ряд при изменчивости: модификационной.

159 . Вариационная кривая, отражающая изменение признака в пределахнормы реакции, показывает, что организмы: со средним значением признака встречаются с высокой частотой, с крайними значениями признака встречаются редко.

160. Норма реакции признака: наследуется, носит приспособительный характер, может изменяться под влиянием факторов среды.

161 . Нестабильные условия среды способствуют сохранению организмов: с широкой нормой реакции.

162 . Степень выраженности признака называется: экспрессивностью.

163 . Пробиваемость гена в признак называется: пенетрантностью.

164 . Новые сочетания признаков у потомства обусловлены: комбинацией генов.

165 . Механизмы комбинативной изменчивости: кроссинговер, случайный подбор родительских пар, случайная встреча гамет при оплодотворении, вегетативное размножение.

166 . Рекомбинация наследственной информации осуществляется: при коньюгации.

167 . Новые сочетания признаков у организмов возможны в результате: независимого расхождения хромосом, кроссинговера, случайной встречи гамет при оплодотворении, случайного подбора родительских пар.

168 . Мутации и их характеристика:

Гетероплоидия – увеличение или уменьшение кариотипа на одну хромосому.

Полиплоидия – увеличение числа хромосом, кратное гаплоидному набору.

Инверсия – поворот участка хромосомы на 180 .

Дупликация – удвоение участка хромосомы.

Делеция – утрата части хромосомы.

169 . Генными мутациями обусловлены: серповидноклеточная анемия, фенил клетонурия.

170 . Генеративные мутации наследуются, носят ненаправленный характер, у генетически близких видов сходны.

171 . Закон гомологических рядов наследственной изменчивости был открыт в 1932 году: Н.И.Вавиловым.

172 . Роль мутации в эволюционном процессе заключается: в увеличении генетического разнообразия особей популяций, в увеличении резерва для наследственной изменчивости.

173 . К антимутационным механизмам относятся: репарация ДНК, многократные повторы генов, парность хромосом, вырожденность генетического кода.

174 . Периоды воздействия на человека повышенной солнечной активности сопровождаются: увеличением частоты мутаций, ростом частоты генетически обусловленных заболеваний, увеличением частоты появления злокачественных опухолей.

175 . Генеалогический метод позволяет установить: тип наследования заболевания или признака, прогноз риска заболевания для потомства.

176 . При аутосомно-доминантном типе наследования: признак обнаруживается в каждом поколении, вероятность проявления редкого признака у ребенка, если этот признак имеет один из родителей, равен 50%, потомки мужского и женского пола наследуют признаки с одинаковой частотой.

177 . Основным методом диагностики хромосомных болезней человека является: цитогенетический.

178 . Генные мутации можно выявить с помощью метода: биохимического.

179 . Цитогенетический метод выявляет мутации: хромосомные, геномные.

180 . Для прямого способа изучения кариотипа человека используется: делящиеся клетки костного мозга.

181 . Материал для непрямого способа изучения кариотипа: культура клеток из амниотической жидкости.

182 . Денверская классификация хромосом основана: на дифференциальном окрашивании хромосом.

183 . Парижская классификация хромосом основана: на дифференциальном окрашивании метафазных хромосом.

184 . Геномными мутациями обусловлены: синдром Дауна, синдром Патау.

185 . Нарушение числа аутосом обуславливает синдромы: Патау, Дауна.

186 . Связаны с нарушением структуры хромосом синдромы: Вольфа, “Кошачьего крика”.

187 . Кариотип и хромосомные болезни:

47.21+ -- синдром Вольфа

47.ХХХ -- синдром женской трисомии

47.ХХУ -- синдром Кляйнфельтера

188 . Экспресс метод определения полового хроматина может быть использован для диагностики синдромов: Шерешевского-Тернера, Кляйнфельтера.

189 . Х-половой хроматин (тельце Барра) отсутствует при синдроме: Шерешевского-Тернера.

190 . Х-половой хроматин определяется: в соматических клетках на стадии интерфазы.

191 . Для установления соотносительной роли генотипа и среды в развитии заболеваний у человека применяется метод: близнецовый.

192 . Ведущий фактор для развития признака или заболевания - Признаки или заболевания. Коэффициент наследуемости Хольцингера

Среда – паротит (свинка) Н=1.0, незаращение верхней губы Н=0.3, эндемический зоб Н=0.4.

Генотип – форма носа Н=1.0

Среда и генотип – сахарный диабет Н=0.6

193 . Популяционная генетика человека изучает: генетическую структуру популяций, частоту встречаемости аллелей, обуславливающих заболевания человека.

194. Частота встречаемости генетически обусловленных заболеваний человека распределяется по закону: Харди-Вайнберга.

195 . Увеличение риска рождения детей с наследственными аномалиями обусловлено: географическими изолятами, родственными браками.

196 . Географические и социальные изоляты увеличивают риск рождения детей с наследственной патологией вследствии: гомогенезации популяций.

197 . Нарушение панмиксии в популяциях приводит: к увеличению наследственных патологий, к вероятности перехода рецессивных генов в гомозиготное состояние.

198-199 . Степень родства и доля общих генов:

Монозиготные близнецы – 100%

Сибсы – 50%

Дядя и племянник – 25%

Родитель и ребенок – 50%

дед и внук – 25%

200 . Коэффициент родства определяет: долю общих генов, полученных от предков

201 . Родственные браки увеличиваюь вероятность: перехода рецессивных генов в гомозиготное состояние.

202 . Фаги могут осуществлять: трансдукцию.

203 . Способами трансгенеза являются: трансформация, трансдукция.

204 . Методом генной инженерии является: трансгеноз.

205 . ПОЛУЧЕНИЕ - МЕТОДЫ

Штаммов кишечной палочки, синтезирующей гормоны человека, является задачей – генной инженерии.

Гормонов человека, синтезированных кишечной палочкой в промышленных масштабах, является задачей -- биотехнологии.

206 . Генотерапия заключается: в репарации дефектного гена, в замене дефектного гена.

ГОМЕОСТАЗ

207 . Генетический гомеостаз – это: сохранение генетической индивидуальности.

208 . Механизмы поддержания генетического гомеостаза: редупликация ДНК, репарация ДНК, точное распределение генетической информации при митозе.

209 . При опухолевом росте: пролиферация клеток возрастает, способность к дифференцировке утрачивается.

210 . Конституционный иммунитет обусловлен: отсутствием взаимодействия между клеточными рецепторами и антигеном.

211 . К неспецифическим факторам иммунной защиты у млекопитающих относятся: барьерная функция эпителия кожи и слизистых оболочек, лизоцим, бактерицидные свойства желудочного и кишечного сока.

212 . К неспецифическим факторам иммунной защиты у позвоночных относятся: тканевые барьеры и лизоцим.

213 . К центральным органам иммунной системы амниот относятся: Пейеровы бляшки тонкого кишечника, сумка Фабрициуса, костный мозг, тимус.

214 . Периферическими органами системы иммунитета являются: лимфатические узлы, селезенка, небные миндалины.

215 . У человека органами иммунной системы являются: лимфатические узлы, Пейеровы бляшки, костный мозг.

216 . Формы иммунитета и примеры:

Специфический – антителообразование.

Неспецифический – барьерные свойства кожи, антимикробные свойства лизоцима.

217 . Антитела синтезируют: плазматические клетки.

218 . Клеточный иммунитет не развивается: при аутотрансплантации.

219 . Толерантность – это: отсутствие иммунного ответа на антиген.

220 . Физиологическая регенерация обеспечивает: самообновление на тканевом уровне.

221 . Основные способы репаративной регенерации внутренних органов млекопитающих: регенерационная гипертрофия, компенсаторная гипертрофия.

4115 0

Основные положения

1) продолжительность жизни (ПЖ) (или возраст смерти),
2) функциональные, обменные и морфологические проявления старения и старости ,
3) болезни старших возрастов.

Имеющиеся в литературе данные относятся почти исключительно к пунктам 1 и 3. Генетический анализ сопутствующих старению структурных и функциональных сдвигов не имеет прочных традиций.

Основными методами геронтологической генетики человека являются:

А) генеалогический метод,
б) близнецовый метод,
в) метод генетических маркеров.

Генеалогический метод заключается в сопоставлении процессов старения и ПЖ у людей, состоящих в кровном родстве. Так, генетические влияния на продолжительность жизни тем больше, чем больше корреляция между возрастом, до которого доживают кровные родственники.

Следует помнить, что семейные средовые факторы (условия жизни, бытовые привычки, выбор профессии и т. д.) могут симулировать наследственные влияния и приводить к завышенной оценке последних. Близнецовый метод состоит в сопоставлении отдельных показателей старения у монозиготных (однояйцевых) и дизиготных (двуяйцевых) близнецов.

Различия между близнецами из монозиготной пары обусловлены влиянием среды, в то время как на внутрипарные различия у дизиготных близнецов влияют как наследственные, так и средовые факторы. Метод генетических маркеров заключается в изучении частоты отдельных наследственных признаков (маркеров) в группах людей, различающихся по возрасту, наличию или отсутствию какого-либо заболевания и т. д. В качестве генетических маркеров чаще всего используются группы крови.

Генеалогические и близнецовые исследования позволяют оценить влияние на старение и ПЖ всей совокупности генетических факторов. Метод генетических маркеров дает оценку роли одного или нескольких генов. Ни один из методов не может считаться «главным»; каждый из них является дополнительным по отношению к другим.

Наследственность и продолжительность жизни

А. По современным оценкам, от 50 тыс. до 100 тыс. генов влияют на ПЖ человека.

Простые менделевские закономерности, хотя они и лежат в основе наследования отдельных компонентов жизнеспособности, не могут быть использованы при анализе всей совокупности генетических влияний.

В этой связи приходится прибегать к наиболее сложным методам генетического анализа, предназначенным для изучения количественных признаков. В литературе имеются данные о попытках изучения наследственных влияний не на продолжительность жизни, а на долгожительство (достижение условного, достаточно высокого возраста).

В частности, на материале генеалогий вюртембергской общины (до 10 поколений в отдельных случаях) показано якобы аутосомно-доминантное наследование долгожительства (Buxel, 1942). В свете современных данных такой подход нельзя считать оправданным.

С другой стороны, нет оснований исключать значительную роль одного «большого» гена в отдельных случаях. Так, моногенно наследуемая гипобеталипопротеидемия сопровождается увеличением ПЖ в среднем на 9-12 лет; причина столь значительного увеличения - снижение частоты сердечно-сосудистых заболеваний (Glueck et al., 1976). Прямо противоположное влияние на сердечно-сосудистую патологию и продолжительность жизни оказывают моногенно наследуемые гиперлипопротеидемии.

Однако и гиперлипопротеидемии, и сердечно-сосудистые заболевания у людей старших возрастов могут возникать и при отсутствии моногенного метаболического дефекта, т. е. на полигенной основе. Значительную роль в таких случаях играют неблагоприятные факторы внешней среды.

Б. Факторы внешней среды (условия жизни в широком понимании) модифицируют наследственные влияния на ПЖ, нередко затемняют или симулируют генетические эффекты.

Тем не менее любой организм столь неразрывно связан со средой, что ее действие на продолжительность жизни следует рассматривать не как методическую «помеху», а как один из главных аспектов биологии старения. В этой связи методологически единственно правильной является постановка вопроса о соотносительной роли генетических и негенетических факторов.

Опубликованы обстоятельные обзоры литературы о наследственных влияниях на ПЖ (Cohen, 1964; Henschel, 1973), и мы остановимся на ключевых вопросах. По имеющимся данным, возраст смерти лиц, имеющих и не имеющих долгожителей среди ближайших родственников, различается на (в среднем) 5-20 лет; наиболее реальными являются различия в пределах 7-10 лет.

С увеличением возраста частота пробандов, имеющих долгожителей в родословном древе, повышается, что отражает преимущественное доживание до глубокой старости лиц с благоприятным семейным анамнезом. Анализ материалов, относящихся к жителям Украины, показал, что от возраста 80-89 лет до возраста 105 лет и старше частота семейного долголетия возрастает почти в 1.5 раза (соответственно 52 и 71%) (Войтенко и др., 1977).

Наибольшая средняя продолжительность жизни отмечена у людей, оба родителя которых были долгожителями. Потомки короткожителей характеризуются повышенной смертностью во всех возрастах, не связанной с какой-либо одной преимущественной причиной смерти.

Существенным аспектом генетики долгожительства является сравнительная оценка наследственных влияний по линиям отца и матери. Данные литературы по этому вопросу противоречивы (Jalavisto, 1951). Материалы лаборатории генетики НИИ геронтологии АМН свидетельствуют о том, что у долголетних мужчин чаще встречается долголетний отец, а у долголетних женщин частота долголетних родителей одинакова. Не исключено, что гены, оказывающие влияние на ПЖ, частично различаются у людей разного пола.

Каков суммарный вклад наследственных факторов в индивидуальные различия продолжительности жизни?

При обсуждении этого вопроса следует помнить, что этот вклад не является постоянной величиной, поскольку нельзя считать постоянной степень межиндивидуальных и межпопуляционных средовых различий. Так, частота семейного долголетия у долгожителей Абхазии ниже, чем у долгожителей Украины (Войтенко, 1973).

Поскольку высокая частота долгожительства в Абхазии в значительной мере обусловлена благоприятными климатогеографическими факторами (высокогорье, близость моря), то для достижения долголетия жители этого региона нуждаются в меньшей степени «наследственного обеспечения», чем жители Украины. В этом плане весьма демонстративны результаты; близнецовых исследований, согласно которым наследуемость ПЖ для городских жителей больше, чем для сельских (Hauge et al., 1964).

По данным этих же авторов, относительный вклад наследственности в межиндивидуальную вариабельность продолжительности жизни значительно различается для близнецов, умерших в возрасте 6-29, 30-59 и 60 лет и старше: наибольшая степень генетической детерминации возраста смерти имеет место в той группе, в которой старость и возрастная патология явились ее причиной.

Следует отметить, что отдельные авторы значительно расходятся в оценке относительного вклада наследственных факторов в индивидуальные различия ПЖ. Если одни из них генетический компонент долголетия считают весьма существенным (Abbott et al., 1978), то другие полностью отрицают его существование (Philippe, 1976).

По-видимому, наибольший интерес представляют данные о строгой количественной оценке роли наследственных факторов. Обширный генеалогический материал, включающий более 20 000 наблюдений, позволил Вишаку (Wyshak, 1978) отнести 20-40 % индивидуальных колебаний возраста смерти на счет генетических факторов и, соответственно, 80-60% индивидуальных колебаний - на счет факторов средовых.

Какие именно наследственные особенности определяют предрасположенность к долгожительству или ранней смерти?

Исследования, проведенные по методу генетических маркеров, в какой-то мере приближают нас к ответу на этот вопрос. Так, например, известна неодинаковая предрасположенность людей с различными группами крови по системе АВО к таким инфекционным заболеваниям, как чума, оспа, пневмококковая бронхопневмония, брюшной тиф.

В основе этого лежит большее или меньшее сходство между антигенными детерминантами соответствующего возбудителя и изоантигенами АВО. Не столь очевидны механизмы, связывающие систему АВО с некоторыми неинфекционными заболеваниями (язвенная болезнь и рак желудка, ишемическая болезнь сердца, сахарный диабет, шизофрения).

Применительно к большинству из них установлена повышенная заболеваемость индивидуумов с группой крови А по сравнению с лицами с группой крови О, что позволяет говорить о большей жизнеспособности последних в условиях современной цивилизации.

Получены данные о взаимосвязи между продолжительностью жизни и группами крови по системам MN и Р (Sturgeon et al., 1969; Колодченко, 1977). Как известно, многие антигены, определяющие группы крови, расположены на поверхности всех клеток организма. Очевидно, участие в осуществлении мембранных функций и межклеточных взаимодействий является основой их влияния на ПЖ. Так, возрастное снижение активности мембранной аденозинтрифосфатазы (АТФ-азы) эритроцитов имеет различную выраженность у людей с группами крови А и О (Piatt, Norwig, 1979).

Продолжительность жизни индивидуума является функцией исходного уровня жизнеспособности (диапазона адаптации) и скорости ее падения (темпа старения). В том случае, если исходная жизнеспособность зависит от наследственных факторов (а это не вызывает сомнений), зависимость ПЖ от наследственных влияний будет иметь место даже при отсутствии генетической регламентации темпа старения.

Иными словами, наследственные влияния на продолжительность жизни сами по себе не указывают на генетическую детерминацию старения. Изучение последней требует анализа данных, относящихся к морфологическим и функциональным проявлениям старения и старости.

Н.И. Аринчин, И.А. Аршавский, Г.Д. Бердышев, Н.С. Верхратский, В.М. Дильман, А.И. Зотин, Н.Б. Маньковский, В.Н. Никитин, Б.В. Пугач, В.В. Фролькис, Д.Ф. Чеботарев, Н.М. Эмануэль

Для танго нужны двое

Human longevity: Genetics or Lifestyle? It takes two to tango

Giuseppe Passarino et al., Immunity & Ageing, 2016

Перевод Евгении Рябцевой

Здоровое старение и долголетие людей определяются удачной комбинацией генетических и негенетических факторов. Семейные исследования продемонстрировали, что вариабельность продолжительности жизни человека примерно на 25% зависит от генетических факторов. Поиск генетической и молекулярной основ старения привел к идентификации генов, коррелирующих с поддержанием жизнедеятельности клетки и ее базового метаболизма, как основных генетических факторов, оказывающих влияние на индивидуальную вариабельность фенотипа старения. Помимо этого, исследования, посвященные изучению эффектов низкокалорийной диеты и генов, ассоциированных с регистрирующими питательные вещества сигнальными путями, показали, что низкокалорийная диета и/или генетически эффективный метаболизм питательных веществ могут корректировать продолжительность жизни посредством обеспечения эффективного поддержания жизнедеятельности клеток и организма. Проведенные недавно эпигенетические исследования продемонстрировали, что эпигенетические модификации, модулируемые как генетическим профилем, так и образом жизни, очень чувствительны к процессу старения и могут как выступать в роли биомаркеров качества старения, так и оказывать влияние на скорость и качество старения.

В целом результаты современных исследований свидетельствуют о том, что вмешательства, изменяющие взаимодействие между генетическим профилем и окружающей средой, необходимы для определения шансов индивидуума на долголетие.

Предпосылки

Количество исследований, посвященных изучению старения и в особенности поиску факторов, определяющих успешное старение и активное долголетие, в течение последних десятилетий непрерывно увеличивалось, в том числе из-за растущей нагрузки на социальную и медицинскую сферы, коррелирующей с постепенно возрастающей продолжительностью жизни людей в развитых странах и, соответственно, ростом популяции пожилых людей. Одним из основных вопросов в данной области является корреляция между генетическим профилем и образом жизни в определении шанса человека на отсрочку старения (возможно без возрастных болезней и инвалидности) и долголетие. Полученные биогеронтологами за эти годы результаты, освещающие большинство биологических и биохимических механизмов, вовлеченных в процесс старения, обеспечили лучшее понимание данной корреляции. Это привело к появлению сложных важных стратегий, целью которых является разработка возможных вмешательств, направленных на улучшение образа жизни с целью увеличения шансов на долголетие путем модулирования базовых молекулярных механизмов старения.

Генетика старения

До 1990-х годов широкое распространением имела гипотеза, согласно которой старение неотвратимо и не регулируется генетическими факторами. С этой точки зрения важной была идея, согласно которой старение происходит по окончании репродукции, когда уже нет не только необходимости, но и возможности для отбора, действующего на гены, экспрессируемые на поздних этапах жизни .

Первым исследователем, посвятившим свою работу изучению генетики старения и долголетия, был Том Джонсон (Tom Johnson), работавший с популяциями круглых червей C.elegans, в которых он мог отделять долгоживущих особей от короткоживущих. На основании результатов изучения гибридных организмов, полученных при скрещивании разных линий червей, он установил, что продолжительность жизни на 20-50% обусловлена наследственностью . После этого он начал изучать особенности различных мутантов и, совместно с М.Классом (M. Klass), идентифицировал несколько мутантов, обладающих заведомо увеличенной продолжительностью жизни. Дальнейшие исследования показали, что большинство долгоживущих мутантов имели мутации гена age1 . Оказалось, что этот ген кодирует каталитическую субъединицу фермента фосфатидилинозитол-3-киназы I класса (PI3K).

Проведенные Джонсоном исследования четко продемонстрировали, что генетическая вариабельность действительно может оказывать влияние на продолжительность жизни. Это стимулировало проведение множества исследований на модельных организмах, целью которых была расшифровка различных биохимических механизмов, способных оказывать влияние на продолжительность жизни, а также идентификация генов, кодирующих белки, вовлеченные в эти механизмы. В качестве моделей преимущественно использовались дрожжи, круглые черви C.elegans, плодовые мухи-дрозофилы и мыши (с последней версией списка таких генов можно ознакомиться на сайте GenAge http://genomics.senescence.info/genes/models.html). Бόльшая часть этих генов имеет отношение к поддержанию целостности клетки (в особенности целостности ДНК). Однако у C.elegans некоторые из основных модулирующих продолжительность жизни генов (daf2, daf16) ассоциированы со способностью входить в состояние дауэра – это состояние покоя или «сна» (обычно характерное для условий дефицита питательных веществ) с минимальными энергетическими затратами, приводящее к прекращению репродуктивного процесса и позволяющее организму прожить дольше «в ожидании» появления питательных веществ. На основании этого логично предположить, что долголетие может достигаться путем эффективного поддержания жизнедеятельности клетки, а также посредством перераспределения ресурсов с процесса размножения на поддержание жизнедеятельности, что согласуется с более ранними результатами, согласно которым низкокалорийная диета может увеличивать продолжительность жизни. После описания этих генов у C.elegans было установлено, что у мышей ортолог гена daf16 (FOXO) также может оказывать влияние на продолжительность жизни. У млекопитающих FOXO коррелирует с сигнальной осью инсулин/инсулиноподобный фактор роста-1, стимулируемой доступностью питательных веществ и, посредством FOXO активизирует процесс синтез белков .

Следует отметить, что, по предположениям некоторых авторов, эти модулирующие продолжительность жизни молекулярные механизмы могут быть обусловлены плейотропным эффектом генов, появившихся в ходе эволюции для решения различных задач (таких как гены сигнального пути, опосредуемого инсулинподобным фактором роста-1, появившимся в ходе эволюции в качестве механизма, реагирующего на доступность/отсутствие питательных веществ), однако в конечном итоге способных оказывать влияние на продолжительность жизни. Другие высказали предложение, что некоторые гены могли появиться в ходе эволюции для реализации программы старения и исключения «бессмертия», так как оно препятствовало бы непрерывной замене старых особей новыми, более молодыми представителями вида .

Очевидно, что фокус исследований, посвященных изучению генетических основ долголетия, неизбежно сместился на человека и выяснение способности распространенных в человеческих популяциях генетических вариантов влиять на межиндуивидуальные различия продолжительности жизни, а также выявление потенциальной корреляции между генами, увеличивающими продолжительность жизни модельных организмов, и продолжительностью жизни человека.

Что касается первого вопроса (Влияют ли распространенные генетически варианты на продолжительность жизни и, в особенности, определяют ли они долголетие?), он изучался с помощью двух подходов. Первый заключался в реконструкции семейного древа долгоживущих людей и сопоставлении кривых выживаемости его членов с кривыми выживаемости контингентов лиц, родившихся в одном и том же году в тех же регионах. Этот подход продемонстрировал, что братья и сестры долгоживущих людей имели четкое преимущество в плане выживания (в любом возрасте) относительно общей популяции. Второй подход, с использованием внутрисемейных контролей, начал применяться Montesanto et al. для разграничения между генетическим и «семейным» эффектами и заключался в сопоставлении функции выживаемости братьев долгожителей с соответствующими параметрами для их шуринов, то есть мужчин, женатых на их сестрах. Предполагалось, что эти мужчины жили в условиях, схожих с условиями жизни братьев долгожителей. С помощью этого подхода было установлено, что братья долгожителей не полностью разделяли свои преимущества в выживании с мужьями своих сестер, несмотря на то, что на протяжении большей части жизни жили в аналогичных условиях. Эти результаты свидетельствовали о том, что помимо семейного окружения на выживание и, соответственно, продолжительность жизни оказывают влияние генетические факторы. Интересен тот факт, что в данном исследовании кривая выживаемости для сестер долгожителей не отличалась от кривой долгожителей для жен их братьев, что свидетельствует о более выраженной роли генетического компонента в выживаемости мужчин, чем в выживаемости женщин. Генетический компонент продолжительности жизни человека также анализировался путем сопоставления возраста на момент смерти однояйцовых и двуяйцовых близнецов. На основании полученных результатов было установлено, что вариабельность долголетия человека примерно на 25% обусловлена генетическими факторами, а также то, что этот компонент более выражен на поздних этапах жизни и более важен для мужчин, чем для женщин .

Параллельно с описанными выше работами многие исследователи занялись поиском генетических вариантов, ответственных за модулирование долголетия человека. Такие работы проводились преимущественно с использованием метода «случай-контроль», заключавшегося в сопоставлении частоты встречаемости определенных полиморфизов у долгоживущих людей и более молодых членов группы контроля, живущих в той же географической зоне. Логическое обоснование подобного дизайна исследований заключается в том, что по мере старения популяции благоприятные для выживания аллели у долгоживущих людей будут встречаться с более высокой частотой, тогда как неблагоприятные аллели будут отсеиваться . Проанализированные с помощью этого подхода гены-кандидаты относились либо к генам, вовлеченным в развитие возрастных болезней (таким как ген аполипопротеина Е (APOE), вовлеченный в формирование предрасположенности к развитию болезни Альцгеймера и других возрастных патологий), или к генам, задействованным в сигнальных путях, ассоциированных с долголетием при проведении исследований на модельных организмах (инсулиноподобный фактор роста-1 (IGF-1), FOXO, сиртуины) . Такие исследования действительно привели к обнаружению многочисленных полиморфных генов, вариабельность которых оказывает влияние на долголетие. Однако, как оказалось, каждый из таких полиморфизмов объяснял лишь незначительную часть вариабельности долголетия. И действительно, недавно проведенные высокопроизводительные полногеномные анализы выявили множество генов, имеющих положительную связь с долголетием, однако лишь очень немногие из них выдержали множественные тесты на проверку статистической значимости и воспроизвели свои результаты в различных исследованиях, проведенных для разных популяций . Расслоение популяций и неадекватные размеры выборок оказались наиболее правдоподобными объяснениями этого . Внедрение инновационного дизайна исследований и разработка новых статистических и вычислительных инструментов для эффективной обработки генетических данных, получаемых при применении высокопроизводительных ДНК-технологий, помогут лучше разобраться в сложной генетической архитектуре, лежащей в основе долголетия человека .

Новый подход к изучению генетических данных был предложен Raule et al. , анализировавшими полные последовательности митохондриальной ДНК долгоживущих людей родом из разных регионов Европы. Наличие в распоряжении авторов полных последовательностей впервые позволило оценить кумулятивные (накопительные) эффекты специфичных сопутствующих мутаций митохондриальной ДНК (мтДНК), в том числе тех, которые по-отдельности оказывают малое или очень малое влияние. Результаты проведенного анализа показали, что наличие единичных мутаций в комплексе I мтДНК может быть полезно с точки зрения долголетия, тогда как наличие сопутствующих мутаций сразу на двух комплексах I и III или I и V может снижать шансы человека на долголетие. Ранее проведенные анализы единичных мутаций на комплексе I (специфичных мутаций или мутаций, определяющих группы гаплотипов) принесли противоречивые результаты, в одних случаях демонстрируя ассоциацию с долголетием, а в других – ее отсутствие. Вероятно положительные результаты были получены для популяций, в которых мутации комплекса I не были ассоциированы с мутациями комплексов III или V, тогда как отрицательные результаты были получены для популяций с высокой частотой встречаемости гаплотипов мтДНК, несущих мутации комплекса I в ассоциации с мутациями комплексов III и V. Полученные с помощью этого подхода результаты подтвердили, что бόльшая часть генетических вариантов оказывает очень ограниченный эффект на долголетие, и что только их кумулятивный эффект может лечь в основу стабильных значимых проявлений. Помимо этого они свидетельствуют о том, что пределом возможности применяемых ранее методов анализа было выявление отдельных мутаций, а не кумулятивных эффектов. С другой стороны, очень сложно рассуждать об использовании данного подхода, применявшегося для изучения митохондриальной ДНК, к геномной ДНК, за исключением анализа небольших фракций (или специфичных регионов, содержащих гены, вовлеченные в соответствующие сигнальные пути).

В целом результаты исследований генетических ассоциаций свидетельствуют о том, что в случае человека мутации генов, ассоциированных с поддержанием жизнеспособности клетки и ее базового метаболизма, также являются основополагающими в модулировании продолжительности жизни. И действительно, было установлено, что гены, вовлеченные в восстановление повреждений ДНК , поддержание длины теломер , реакцию теплового шока , а также регулирование уровней свободных радикалов , способствуют долголетию или, в случае сниженной функциональности, ускоренному вхождению в фазу физиологического старения (клеточного старения) и последующему старению организма. Помимо этого, как показали результаты исследований на мышах, сигнальные пути, вовлеченные в регистрацию питательных веществ и регулирование транскрипции, такие как ось инсулиноподобный фактор роста-1/инсулин и белок-мишень рапамицина (TOR), принимают участие в модулировании долголетия человека. Согласно результатам параллельно проводимых работ, в особенности клинических исследований, кроме этих генов, вовлеченных в поддержание жизнедеятельности/метаболизма клеток и физиологическое старение, большой вклад в старение и долголетие могут вносить гены, задействованные в важных организменных процессах. Например, было установлено, что гены, вовлеченные в метаболизм липопротеинов (в особенности аполипопротеина Е), гомеостаз сердечно-сосудистой системы, иммунитет и воспаление, играют важную роль в старении, развитии возрастных болезней и долголетии организма .

Долголетие человека и образ жизни

В западных странах ожидаемая продолжительность жизни при рождении на протяжении почти всего последнего тысячелетия увеличивалась благодаря непрерывному улучшению качества медицинского обслуживания, условий жизни (в особенности доступа к чистым безопасным воде и пище), а также продуктов питания. Например, в Италии ожидаемая продолжительность жизни увеличилась с 29 лет в 1861 году до 82 лет в 2011 году (изменения этого показателя для женщин и мужчин представлены в таблице 1). Аналогичным образом за эти годы возрасли и показатели исключительного долголетия. Количество переваливших 100-летний рубеж долгожителей (также в Италии) значительно увеличилось с 165 в 1951 году до более чем 15 000 в 2011 году. Эти результаты преимущественно были достигнуты за счет снижения заболеваемости инфекционными болезнями, что, в свою очередь, сильно снизило как младенческую смертность, так и смертность среди взрослых людей. Фактически в 2011 году менее 10% смертей пришлось на людей младше 60 лет, тогда как в 1872, 1901 и