Вечная жизнь прячется вгенных тумблерах червей-паразитов
Бессмертие – сокровенное желание человечества. И с научной точки зрения оно не есть a priori несбыточным.
Вопрос упирается в механизм старения: деградируют ли клетки сами по себе, накапливая «мусор», либо это обусловлено генетически. В последнем случае «программа смерти» теоретически отключаема.
Окажут помощь ли черви нематоды нащупать «выключатель»?
Отметим, что все формы судьбы сохраняют самовосстанавливающую среду на молекулярном уровне. Но со временем она перестаёт поддерживаться, и происходит повреждение клеточных структур, именуемое оксидативным стрессом.
Последние полвека учёные пробовали осознать, за счёт чего происходит «смена режима» и в организме увеличивается выработка активных форм кислорода – свободных радикалов, к примеру.
нематод и Исследования продемонстрировали, что при понижении уровня окисления срок судьбы круглых червей-паразитов возрастает. В некоторых опытах – практически вдвое по сравнению со «стандартом».
«Звёздами танцпола» области изучения «генов старения» являются нематоды Caenorhabditis elegans (фото с сайта basis.ncl.ac.uk).
А посредством анализа ДНК удалось узнать, что старению сопутствуют какие-то трансформации на генетическом уровне. К примеру, у мышей был локализован ген p16INK4a, талантливый оказывать влияние на регенерацию, – с возрастом он активизировался, приводя к деградации клеток.
Неприятность в том, что привязать нарушения метаболизма к каким-то конкретным механизмам, случайным либо генетически обусловленным, достаточно проблематично. «В таких случаях весьма сложно сообщить, где обстоятельство, а где следствие», — поясняет биохимик Брайан Кеннеди (Brian Kennedy) из университета Вашингтона (University of Washington).
Имеется в виду, что все вышеописанные негативные процессы на молекулярном уровне смогут сопровождать старение, а не вызывать его.
На протяжении последовательности изучений уже получалось установить, что трансформации в экспрессии некоторых генов (другими словами в их активности) смогут оказать влияние на срок работы организма. Но уверенности в том, что именно эти участки ДНК важны за «настоящее» старение, не было.
У всех животных репродуктивный возраст ограничен, а с ним – и жизненный цикл.
Изменчивость нужна для реагирования и успешного развития на эволюционные вызовы. Будь светло синий-зелёные водоросли бессмертными, нас бы не было (academic.sun.ac.za, Eisvogel/Kingfisher, greenexpander.com, texasobserver.org, bearstudy.org).
И вот сейчас молекулярные биологи из Стэнфорда под управлением Стюарта Кима (Stuart Kim) утверждают, что им в первый раз удалось добыть прямые свидетельства существования генетических «программ старения». Отчёт об данной работе размещён в издании Cell.
Учёные совершили полный сравнительный анализ экспрессии генов у молодых и ветхих нематод. Было распознано около тысячи различий, каковые, однако, по большей части контролировались только тремя транскрипционными факторами – ELT-3, ELT-5 и ELT-6.
Эти белки являются своеобразными «тумблерами», каковые запускают передачу наследственной информации, активируя либо дезактивируя отдельные гены. И метод их работы у ветхих и молодых червей значительно отличался.
«Все негативные процессы, связанные со старением, удалось свести к трём транскрипционным факторам», – поясняет Стюарт Ким (фото с сайта ipam.ucla.edu).
Но как проверить, что же руководит самими транскрипционными факторами – накопление вредных мутаций либо наследственная программа? Для этого исследователи подвергли червей нескольким видам вредного действия – оксидативному стрессу, заражению вирусами и радиоактивному облучению.
Ничто, но, на экспрессию трёх главных протеинов не повлияло. На основании взятых результатов учёные сделали вывод, что запуск механизмов старения обусловлен генетическими обстоятельствами. «В геноме червей предусмотрены соответствующие руководства», — думает врач Ким.
Дабы ещё раз проверить «наследственную» догадку, американцы нейтрализовали экспрессию двух факторов (ELT-5 и ELT-6) у червей в пожилом возрасте. В следствии подвергшиеся вмешательству особи прожили в полтора раза продолжительнее, чем их простые собратья.
Согласно точки зрения врача Кима, три распознанных его группой транскрипционных фактора не «запрограммированы» напрямую, но каким-то образом «становятся разбалансированными» с возрастом (иллюстрация с сайта current.com).
Ведущий создатель изучения именует процесс трансформации работы генов «дрейфом развития» (developmental drift) и связывает его с размножением: «Транскрипционные факторы ELT-3, ELT-5 и ELT-6 смогут играться ключевую роль в развитии юный нематоды, но по окончании исполнения собственной функции они просто-напросто перестают трудиться как нужно – когда репродуктивный возраст подошёл к концу».
Но, согласно точки зрения врача Кеннеди, на основании взятых данных запрещено конкретно исключить и влияние клеточного «мусора», и других (хороших от распознанных) генетических механизмов. Организм – вещь сложная.
Имеется и другие версии. В частности, мы уже писали о попытках отыскать гены старения у нематод.
Тогда учёные заключили о том, что старение – генетическая программа, но проявляющая себя как раз в накоплении клеточного мусора.
Долгожители обожают говорить, что им помогло продержаться столь долгий срок – апельсиновый сок, свежий воздушное пространство, молоко горного козла и без того потом. Но настоящие эти говорят о том, что многие из людей старше 100 лет курили, употребляли алкоголь и по большому счету – мало в чём себе отказывали (фото с сайта adarshcha.blogspot.com).
Иначе, с выводами группы из Стэнфорда в какой-то степени согласуются эти, полученные на протяжении другого опыта – на этот раз на людях. Его совершила несколько геронтологов из Тихоокеанского университета изучений здоровья (Pacific Health Research Institute) во главе с Брэдли Уиллкоксом (Bradley Willcox).
Отчёт об данной работе размещён в издании PNAS.
Гавайские учёные изучили генетические комбинации 213 людей старше 95 лет и заключили , что определённая мутация одного из генов (его назвали FOXO3A) увеличивает шансы пережить вековой предел в несколько раз. «Если вы унаследовали эту комбинацию, то вычисляйте, что сорвали джекпот», — поясняет врач Уиллкокс.
Так, догадка о наследственных основаниях старения помой-му подтверждается. И это обнадеживает.
В том смысле, что в случае если возможно выделить соответствующие гены, то и нейтрализовать их также будет вероятно.
Доктор наук Ким, например, настроен весьма оптимистично. Он уверен, что «эликсир юности» в полной мере возможно синтезировать, в случае если совершить сравнительный анализ молекулярных комплексов пожилого и молодого человека – по аналогии с червяками нематодами.
