Метаболизм холестерина обрек самок осьминогов на саморазрушение после спаривания
Самки осьминогов самоотверженно ухаживают за кладкой яиц, а затем умирают от голода и стремительного старения. Биологам удалось выяснить, что саморазрушение этих головоногих моллюсков после спаривания связано с изменениями в метаболизме холестерина в зрительных железах. На его основе образуется больше 7-дегидрохолестерина, а также некоторых стероидных гормонов и желчных кислот. Они усиливают материнскую заботу и одновременно подталкивают осьминога к смерти. Результаты исследования опубликованы в статье для журнала Current Biology.
Осьминоги живут недолго. Самцы этих головоногих моллюсков обычно умирают вскоре после спаривания, а самки в течение нескольких месяцев (или, в отдельных случаях, лет) защищают и вентилируют кладку яиц. Все это время они не едят, быстро стареют, наносят сами себе повреждения и в конце концов погибают. Ученым известно, что размножение и продолжительность жизни осьминогов регулируются зрительными железами — аналогами гипофиза позвоночных (если их удалить, самка бросит кладку, снова начнет питаться и проживет на несколько месяцев дольше обычного). Однако какие именно химические соединения запускают стремительное старение, до сих пор оставалось неизвестным.
Разобраться в этом вопросе решила команда биологов, которую возглавила Янь Ван (Z. Yan Wang) из Чикагского университета. Для этого исследователи поймали в дикой природе несколько калифорнийских двупятнистых осьминогов (Octopus bimaculoides), включая самок, стерегущих кладки. Затем моллюсков умертвили, извлекли у них зрительные железы и провели транскриптомный анализ их тканей.
Ван и ее коллеги обнаружили, что зрительные железы взрослых самок осьминогов вырабатывают сигнальные молекулы двух основных типов: нейропептиды и стероидные гормоны. Однако после спаривания активность генов, кодирующих нейропептиды, снижается. Напротив, гены, которые кодируют ферменты, участвующие в синтезе стероидных гормонов, начинают экспрессироваться сильнее. К таким ферментам относится, в частности, холестерол-7-десатураза. Она превращает холестерин в 7-дегидрохолестерин, контролирующий созревание и продолжительность жизни у многих беспозвоночных. Интересно, что у людей мутация, вызывающая повышенный уровень 7-дегидрохолестерина,