Ученые под руководством специалистов из Университета Брауна (США) предложили новую теорию старения организма.
Они провели эксперимент, который показал, что старение связано с миграцией транспозонов (участков ДНК, свободно перемещающихся внутри генома) из одной хромосомы в другие. Оказалось также, что эту миграцию, а значит и само старение, можно замедлить – с помощью голодания и активации работы определенных генов.
В настоящее время существует несколько теорий старения. Считается, что организм стареет из-за многих факторов. Например, с возрастом начинает портиться работа белков, митохондрий, накапливаются генетические повреждения, ломается механизм регуляции генов, портятся белки-гистоны, в которые «упакована» ДНК. Две самые популярные теория старения – это накопление в клетках активных форм кислорода и укорачивание длины теломер (повторов коротких последовательностей нуклеотидов на концах хромосом).
Похоже, что к этому списку добавилась еще одна теория – транспозонная теория старения.
Транспозоны – это участки ДНК, которые могут перемещаться внутри генома. Наподобие вирусов они внедряются в хозяйский геном и размножают себя в виде множества копий. Некоторые из них впоследствии начинают влиять на работу генов и иногда оказываются очень полезны. Но, если транпозоны покидают «свою» хромосому, это приводит к сбою работы клетки.
Известно, что по мере старения организма, транспозоны прорывают оболочку хроматина и выходят «блуждать» на свободу.
В своем нынешнем эксперименте на мушках дрозофилах ученые решили выяснить, как именно это происходит.
Под микроскопом они наблюдали за поведением транспозонов и увидели, как эти участки ДНК начинают «вытекать» из хроматина по мере старения дрозофил. Интересно, что скорость такого «вытекания» не была равномерной. «Дрозофилы достигали определенного возраста, а затем транспозоны начинали выходить из хроматина. Дальше скорость, с которой они покидали хромосомы, увеличивалась по экспоненте», - говорит ведущий автор исследования Джейсон Вуд (Jason Wood).
Интересными оказались результаты и второго эксперимента, когда с помощью генетических манипуляций удалось приостановить процесс старения, замедлив «вытекание» транспозонов из хромосомы.
Например, активация гена Su(var)3-9, который отвечает за упаковку хроматина (этот ген есть не только у дрозофил, но и у млекопитающих), приводила к тому, что у мушек увеличивалась продолжительность жизни на 20 дней (с 60 до 80).
Привела к успеху и другая манипуляция: активация гена Dicer-2, который способен ингибировать активность транспозонов и препятствует их свободному перемещению, также приводила к увеличению продолжительности жизни дрозофил.
Интересно, что, когда насекомых ограничивали в пище, это тоже приводило к увеличению продолжительности их жизни.
Конечно, добавляют авторы, вопросов здесь остается еще очень много.
«Существует множество механизмов, которые отвечают за старение. Мы будем работать над тем, чтобы понять полную картину этого процесса», - говорит Вуд.
Ученые уже получили грант в размере 9,5 миллионов $ для дальнейших исследований.
О результатах своей работы они сообщают в свежем выпуске журнала Proceedings of the National Academy of Sciences.
