Què determina l'esperança de vida de cada espècie? Aquesta és una qüestió fonamental i molt complexa que ha encuriosit l'àmbit de la recerca al llarg de la història. Des del punt de vista evolutiu, la major causa d'aquestes diferències entre espècies rau en les seves adaptacions ecològiques. Per exemple, l'esperança de vida és més llarga en espècies adaptades a viure als arbres, sota terra o amb molta massa corporal, donat que totes aquestes adaptacions redueixen la mortalitat per depredació.

En el cas dels mamífers, aquests presenten una enorme variació en l'esperança de vida, que va des d’espècies de vida curta com les musaranyes i els ratolins - que arriben amb sort als dos anys de vida - fins a espècies de llarga vida com les balenes - que poden viure fins a dos-cents anys.

Pel que fa als humans, potencialment podem viure cent vint anys, i en mitjana tots som molt longeus. Les claus de la nostra llarga esperança de vida, però, encara es desconeixen en bona mesura. Fins ara, la majoria d'estudis han buscat els gens de la longevitat humana comparant genomes dins de la nostra espècie. No obstant, les mutacions observades només poden explicar la moderada variabilitat - de desenes d'anys - en l'esperança de vida dels humans moderns, molt menor que la variació observada entre la resta de mamífers.

Ara un equip de recerca internacional liderat per investigadors de l'Institut de Biologia Evolutiva (IBE), un centre del Consell Superior d'Investigacions Científiques (CSIC) i la Universitat Pompeu Fabra (UPF), ha identificat més de 2000 nous gens vinculats a la longevitat en humans a partir d'un estudi evolutiu de genòmica comparada que ha inclòs fins a 57 espècies de mamífers. Els gens detectats intervenen en mecanismes biològics que tenen a veure amb l’allargament de la vida en els mamífers, com la reparació de l’ADN, la coagulació o la resposta inflamatòria, i codifiquen proteïnes més estables en les espècies que viuen més anys.  En conjunt, les mutacions observades reflecteixen en bona mesura la variància en la longevitat de les poblacions humanes actuals.

Un equip de recerca internacional liderat per investigadors de l'Institut de Biologia Evolutiva (IBE), ha identificat més de 2000 nous gens vinculats a la longevitat en humans a partir d'un estudi evolutiu de genòmica comparada que ha inclòs fins a 57 espècies de mamífers. 

"Quan només compares genomes humans, veus diferències entre els gens que codifiquen les petites diferències de longevitat entre persones. Però l'estructura genètica darrere el caràcter potser es basa en mutacions que es van fixar fa milions d'anys al nostre llinatge, i que ara ja tots tenim incorporades", explica Arcadi Navarro, investigador principal al laboratori de Genòmica Evolutiva de l'IBE i co-responsable de l'estudi.

"Utilitzant la variació que hi ha entre altres espècies de mamífers, pots aproximar-te molt més a identificar altres canvis que estan en la naturalesa de la longevitat i que potser no ens diferencien a nivell genètic significativament entre humans", comenta el co-responsable de l'estudi Gerard Muntané, investigador al grup d’Arcadi Navarro i també investigador de l’Institut d’Investigació Sanitària Pere Virgili.

"Utilitzant la variació que hi ha entre altres espècies de mamífers, pots aproximar-te molt més a identificar canvis que estan en la naturalesa de la longevitat humana", comenta el co-responsable de l'estudi Gerard Muntané.

L'estabilitat de les proteïnes, al cor de la longevitat

Un dels efectes que s'observen en tots els mamífers a partir de certa edat és que el proteoma - la totalitat de proteïnes expressades pel genoma - es desestabilitza, per motius que encara no es coneixen molt bé. Amb el temps, les proteïnes esdevenen inestables, i això contribueix a la decadència fisiològica general. Les proteïnes que es desestabilitzen en cada espècie, però, ho fan en edats molt diferents.

Arrel d’aquest estudi, l'equip de recerca ha descobert que les proteïnes que contenen canvis d'aminoàcids en els organismes més longeus, són significativament més estables que les proteïnes dels organismes de vida més curta.

"Considerem que una proteïna és més estable quan segueix fent la seva funció durant més temps dins de la cèl·lula sense degradar-se. Amb la nostra aproximació, hem vist que aquesta estabilització genèrica del proteoma es troba fonamentalment en els gens que hem detectat com vinculats amb l'edat i la longevitat", comenta Muntané.

L'aplicació de la biologia evolutiva a la medicina

La recerca publicada a Molecular Biology and Evolution obre la porta a que es desenvolupin noves dianes terapèutiques per tractar malalties relacionades amb l’envelliment en humans. Els resultats d'aquest estudi demostren el potencial de l’aproximació a la medicina des del punt de vista de l’evolució. "La perspectiva de la biologia evolutiva pot fer contribucions molt importants i d'aplicació directa a la salut humana, tot i que sovint s'ignora com a paradigma de recerca", comenta Navarro.

"La perspectiva de la biologia evolutiva pot fer contribucions molt importants i d'aplicació directa a la salut humana, tot i que sovint s'ignora com a paradigma de recerca", comenta Arcadi Navarro, investigador principal a l'IBE i co-responsable de l'estudi.

La metodologia desenvolupada per l'equip de recerca podria ser emprada per respondre altres qüestions relacionades amb la salut humana en el futur. "Podríem estudiar qualsevol caràcter de la salut o malaltia humana, com bé la pressió sanguínia, el colesterol o el càncer, seguint la mateixa aproximació", conclou Muntané.

L'estudi ha rebut finançament del Fons Europeu de Desenvolupament Regional, l'Agència Estatal d'Investigació i la Generalitat de Catalunya, entre d'altres.

Article referenciat:  Farré X., Molina R., Barteri F., Timmers P.R.H., Joshi P.K., Oliva B., Acosta, S., Esteve-Altava B., Navarro A., Muntané G.; Comparative analysis of mammal genomes unveils key genomic variability for human lifespan; Molecular Biology and Evolution, 2021; DOI: https://doi.org/10.1093/molbev/msab219