Scientifiquement parlant Pourquoi certains animaux vivent-ils plus longtemps que d’autres ?

Une girafe est 40 000 fois plus grosse qu’une souris et une personne vit 30 fois plus longtemps. Les girafes, les vaches et les chevaux pèsent plus que les humains, mais ils vivent tous moins longtemps. Ces observations soulèvent la question : pourquoi certains animaux vivent-ils plus longtemps que d’autres ?

Le rat-taupe nu vit plus longtemps que prévu en raison de sa taille. Au niveau cellulaire, il a développé des mécanismes qui le rendent résistant au cancer. Il est environ 23 000 fois plus petit qu’une girafe, mais les deux animaux vivent à peu près au même âge (environ 20 à 30 ans). En tant que tel, la durée de vie des membres de l’espèce n’est pas seulement prédite par la taille de l’animal.

Une nouvelle étude publiée dans Nature Le 13 avril 2022, Alex Cagan et ses collègues du Wellcome Sanger Institute au Royaume-Uni ont montré que la durée de vie des animaux était fortement corrélée au nombre de mutations somatiques dans des cellules similaires que les deux possèdent.

Les mutations somatiques sont des modifications de l’ADN qui se produisent au fil du temps dans les cellules du corps. Certaines de ces mutations causent le cancer, mais la plupart d’entre elles sont inoffensives ou n’ont pas de fonction connue.

Des travaux antérieurs ont montré que les mutations somatiques dans des cellules spécifiques augmentent chez l’homme à un rythme constant jusqu’à la mort. Cette conclusion a été étendue à d’autres animaux dans une étude récente.

Les effets des mutations sur le vieillissement et la longévité suscitent depuis longtemps l’intérêt. Cependant, il y a eu des défis techniques pour comparer rapidement les taux de mutation cellulaire dans différentes cellules animales. Ces dernières années, les technologies de séquençage de l’ADN ont évolué pour effectuer ces comparaisons.

Dans la présente étude, les auteurs ont décidé d’étudier un type de cellule (appelé cryptocytes intestinaux) trouvé chez 16 mammifères de tailles et de durées de vie différentes. Entre autres animaux, ils ont collecté des échantillons de cryptocytes intestinaux de rats de souris, de lions, de tigres, de girafes et de taupes nues. Ils ont décidé d’examiner les mêmes cellules chez différents animaux, car même différents types de cellules dans le même type d’animal peuvent avoir des taux de mutation différents. Par exemple, les cellules humaines peuvent varier en moyenne de 20 à 50 mutations par an, selon le type de cellule.

Les chercheurs ont découvert que les cellules de la crypte intestinale humaine accumulent environ 50 mutations par an, contre environ 800 chez la souris.Ce qui est peut-être le plus étonnant, malgré la taille et la durée de vie très différentes des animaux, le nombre total de mutations peut s’accumuler. différents animaux relèvent d’une gamme étroite.

En termes simples, cela signifie que les animaux plus petits accumulent généralement des mutations plus rapidement que les animaux plus longs. Il s’agit d’une corrélation incroyable, qui suggère immédiatement que l’horloge de la mutation tourne à des vitesses différentes chez différents animaux, mais atteint à peu près le même battement de minuit, signalant la fin de la vie.

De nouvelles études montrent que les mutations s’accumulent au fil du temps dans différentes cellules de différents animaux, comme le mécanisme d’horlogerie. Les rats muets nus et les girafes ont tous deux une durée de vie similaire et le taux prévu d’accumulation de mutations somatiques est approximativement le même.

L’auteur principal, Cagan, a résumé l’orientation future de l’étude. « Il était surprenant de trouver un modèle similaire de changements génétiques chez des animaux qui diffèrent les uns des autres, comme la souris et le tigre. Explications alternatives : Au cours des prochaines années, il sera passionnant d’étendre ces études à des espèces encore plus diverses. , comme les insectes ou les plantes.

Cependant, bien qu’il existe des preuves solides suggérant une relation causale possible entre les mutations et la durée de vie, il reste peut-être encore beaucoup à découvrir. Les auteurs notent également que le vieillissement est causé non seulement par le nombre de mutations cellulaires, mais aussi par des mutations très spécifiques à des endroits défavorables du corps.

Ensuite, il existe d’autres facteurs associés au vieillissement cellulaire, comme la capacité à créer de nouvelles protéines et à réparer les protéines endommagées. Il existe également un grand intérêt pour les télomères recouvrant les extrémités des chromosomes ; ils sont comparés aux extrémités protectrices des lacets. Le raccourcissement des télomères est également associé au vieillissement.

Je suis également curieux de savoir si les mutations somatiques pourraient jamais être utilisées pour prédire la durée de vie d’une espèce. Par exemple, trouver des différences dans les mutations aiderait-il à calculer la durée de vie d’une personne ? Et si oui, est-il jamais possible de ralentir le taux de mutations pour réduire le risque de cancer et prolonger la vie ?

Le vieillissement et la longévité sont affectés par de nombreux facteurs, mais s’il existe une limite biologique au nombre de mutations qui peuvent s’accumuler dans les cellules avant un dysfonctionnement qui persiste chez différents animaux, cela signifie que l’homme n’est pas un animal exceptionnel. Cependant, cela ouvre également une opportunité intrigante de prolonger la vie en améliorant les mécanismes de réparation de l’ADN qui réparent les mutations.

Anirban Mahapatra, un scientifique instruit, est l’auteur de COVID-19 : Séparer les faits de la fiction

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