Ученые предлагают способ замедлить старение

  

24 Апрель 2023 | Наука

Время на прочтение: 3 минут(ы)

Несмотря на новые достижения и прогресс в медицине, все еще остается много неразрешенных загадок, главной из которых является понимание того, что вызывает и как мы можем замедлить старение или даже обратить процесс вспять.

Новое исследование, опубликованное в журнале Nature, возможно, нашло ответы на эти вопросы.

Исследователи из Кельнского университета в Германии не только обнаружили, что транскрипция генов — процесс, при котором клетка создает РНК-копию цепочки ДНК, — с возрастом он ускоряется, но становится менее точным и более подверженной ошибкам. Теперь они сосредоточились на вариантах, которые могут помочь это исправить.

До того, как Бейер и его команда начали свой проект 10 лет назад, обычное исследование старения «просто рассматривало дифференциальную экспрессию генов», говорит Бейер.

Предыдущие ученые, объясняет он, задавали такие вопросы, как «Когда вы стареете, какие гены включаются, а какие выключаются?» и «Как это меняет регуляцию или метаболизм в клетке?»»

Но никто не задавался вопросом, как меняется сам процесс транскрипции с возрастом, а именно это направление исследования, которое могло бы дать понимание и найти способ замедлить старение и, в конечном счете, поможет нам обратить процесс вспять или хотя бы остановить его.

Транскрипция генов — ключ к здоровому старению

Транскрипция имеет фундаментальное значение для исследований Бейера, поскольку это процесс, в ходе которого клетка создает РНК-копию фрагмента ДНК.

Эта копия так важна, потому что она несет генетическую информацию, необходимую для производства новых белков в клетке. Белки определяют здоровье и функции клеток, а затем клетки и формируют наш организм.

На протяжении всей нашей жизни наши клетки регенерируются, «но каждая клетка уникальна, и что отличает их, так это разные гены, которые в ней активируются», — объясняет Бейер.

Эта активация называется транскрипцией.

Поскольку гены определяют назначение клеток, их транскрипция должна быть безупречной.

Вам необходимо создать нужное количество транскриптов для каждого гена и иметь точную копию их последовательности, но также организму нужно активировать именно те гены, которые необходимы клетке для нормального функционирования.

В человеческом теле существует много различных типов клеток: нервные клетки, мышечные клетки, клетки крови, клетки кожи и так далее. И поскольку каждая клетка выполняет собственную функцию, в каждом типе клеток активируется (транскрибируется) разный набор генов.

«Машина», как называет ее Бейер, ответственная за создание транскрипционной копии последовательностей генов, называется Pol II (РНК-полимераза II).

Команда Бейер обнаружила, что процесс транскрипции ускоряется с возрастом, и эта ускоренная транскрипция заставляет Pol II совершать больше ошибок, что приводит к появлению по существу “плохих” копий, которые могут привести к многочисленным заболеваниям.

Если Pol II работает слишком быстро, он допускает больше ошибок, и тогда новая последовательность больше не идентична последовательности генома. Последствия аналогичны тем, которые организм испытывает, когда происходят мутации в самом геноме.

Следующее большое открытие — прекращение копирования поврежденных клеток

Предыдущие исследования уже доказали, что низкокалорийные диеты и подавление передачи сигналов инсулина — блокирование сигнала между инсулином и клетками — могут замедлить старение и продлить продолжительность жизни у многих животных.

В своих экспериментах команда Бейера стремилась выяснить, смогли ли они оказать какое-либо влияние на замедление скорости Pol II и уменьшение количества дефектных копий.

В исследовании, в котором приняли участие 26 человек из шести разных лабораторий, сначала работали с червями, мышами и плодовыми мухами, генетически модифицированными для подавления передачи сигналов инсулина, а также с мышами, сидящими на низкокалорийной диете, чтобы определить эффективность клеточной транскрипции в пожилом возрасте. В обоих случаях Pol II отреагировал и генерация происходила медленнее, а количество ошибок уменьшилось.

Затем Бейер и его команда проследили за выживаемостью плодовых мушек и червей, которые получили мутацию, замедляющую Pol II — оказалось, что животные прожили на 10-20% дольше, чем их не мутировавшие собратья.

Когда исследователи использовали редактирование генов, чтобы обратить вспять мутации у червей, продолжительность жизни животных вновь сократилась, установив причинно-следственную связь.

Чтобы проверить свой эксперимент на людях, они взяли образцы крови: “И когда мы сравнили молодые клетки с очень старыми клетками in vitro, мы получили точно такие же результаты”, — сказал Аргирис Папантонис, один из ведущих ученых группы Бейера.

Результаты межвидового анализа подтверждают, что это «действительно общее явление, применимое к старению вообще, а не только специфичное для отдельного вида, например, мух», — добавил Бейер.

Наше исследование говорит о том, что, например, здоровое питание или [дополнительное] вмешательство по ограничению калорийности улучшило бы качество транскрипции РНК в клетке. И тогда это окажет благотворное воздействие на организм в долгосрочной перспективе.

Полученные результаты могут помочь предотвратить проявление рака, отмечает Папантонис, поскольку «это заболевание возникает на позднем этапе жизни из-за [подобных] ошибок.»

Больше позитивных новостей по теме
Избавление от старых клеток может продлить здоровую жизнь

---

Использованы материалы:
https://www.nature.com/articles/s41586-023-05922-y
https://dnyuz.com/2023/04/21/scientists-may-have-discovered-how-to-slow-down-aging-in-humans/
https://www.dailymail.co.uk/sciencetech/article-3062729/Have-scientists-finally-unlocked-secret-eternal-youth-Genetic-breakthrough-reveals-bodies-age-discovery-help-doctors-slow-process.html

 20