Сброс клеточных часов для борьбы со старением

Группа учёных из Массачусетского технологического университета в результате недавнего исследования выявили ген, который отвечает за «сброс» клеточных часов, то есть, механизма, отвечающего за старение клетки. Пока что исследование этого феномена находится на ранней стадии, однако, учёные предполагают, что обнаруженный ген может вывести науку на новый уровень в сфере омоложения организмов, в том числе и человека. Также это может послужить новым способом получения стволовых клеток.

В процессе исследования, учёные детально изучили старение дрожжевых клеток и его связь с размножением. Выяснилось, что «пожилые» дрожжевые клетки не похожи на молодые. Это проявляется в накоплении своеобразных «наростов» на ДНК - лишних фрагментов, а также в появлении аномальных клеточных белков и неправильных структур в ядрышке (белковом кластере ядра клетки, содержащем нуклеиновые кислоты). Также эти клетки подвержены так называемому репликативному старению, то есть, они способны делиться только определённое число раз.

Однако было обнаружено, что в процессе размножения спорами (у дрожжей оно происходит в форме последовательности мейоза и гаметогенеза) имеет место омоложение дочерних клеток, другими словами - их часы словно сбрасываются в нулевое значение.

Как поясняют исследователи, споры, созданные старыми клетками в процессе бесполого размножения, имеют такой же репликативный потенциал, как и те, что были созданы их молодыми собратьями. Примечательно и то, что у зрелых гамет, образующихся впоследствии, также отсутствуют всякие повреждения, связанные со старением.

Здесь можно провести наглядную аналогию с человеком. Ведь у детей 80-летнего старика потенциал продолжительности жизни будет такой же, как и у детей 20-летнего парня. Таким образом, сброс биологических часов происходит именно в процессе формирования половых клеток, дающих жизнь новому организму.

Глава исследования, Анжелика Амон, и её коллеги выяснили, что сброс биологического счетчика у дрожжей происходит во время гаметогенеза, то есть, во время образования мужских и женских половых клеток с половинным набором хромосом. При этом в гаметах активируется ген NDT80, по всей вероятности, отвечающий за омоложение.

Для того чтобы проверить определяющую роль данного гена в возрастных изменениях клеток дрожжей, учёные активировали его в старой, уже не способной к размножению, клетке. Работа NDT80 принесла двойной результат - продолжительность жизни клетки удвоилась, а возрастные дефекты в ядрышке, о которых говорилось выше, были исправлены. Это даёт основания полагать, что в аномалиях ядрышка кроется один из ключей к преодолению клеточного старения. Второй, теломерный, на данный момент изучен довольно хорошо. Он объясняет старение клеток тем, что в процессе многократного деления концы хромосом (теломеры) постепенно «изнашиваются», подобно железным наконечникам на шнурках.

Как работает механизм «обнуления» клеточных часов, пока не совсем ясно. Известно только, что белок, кодируемый геном NDT80, является своеобразным рычагом для активации других генов в клетке.

На данный момент группа биологов во главе с Анжеликой Амон пытаются выявить нужные гены-мишени для NDT80, которые отвечают непосредственно за омоложение клеток. Также они намерены проверить эффект от включения NDT80 на более сложных организмах - червях.

Известно, что человек тоже обладает подобным геном, однако, как подействует на человеческий организм его принудительная активация, пока говорить рано.