Ученые продлили жизнь мышам, удалив один из "генов старости"
Швейцарские биологи замедлили старение кишечника мышей и значительно продлили жизнь червям-нематодам, удалив из их ДНК ген, мешающий нормальной очистке клеток от поврежденных "энергостанций". Результаты их опытов были представлены в журнале Molecular Cell.
"Мы выяснили, что при наступлении старости в клетках животных начинают скапливаться клубки из белка PUF2, мешающие работе молекул РНК, отвечающих за очистку клеток от поврежденных митохондрий. Соответственно, уничтожение подобных веществ или блокировка их работы может защитить человека от дряхления тела", — заявил Давид Д'Амико (Davide D'Amico) из Высшей политехнической школы в Лозанне (Швейцария).
Ключевой частью всех живых клеток являются так называемые митохондрии, своеобразные "энергостанции", преобразующие питательные вещества в клеточную энерговалюту, молекулы АТФ. Помимо обеспечения клеток энергией, эти же тельца, как давно выяснили ученые, играют ведущую роль в их гибели при недостатке пищи и кислорода.
Как правило, митохондрия, если она не испытывает проблем с доступом к питательным веществам, остается своеобразным "черным ящиком" для всей остальной клетки. Содержимое этих органелл, за исключением АТФ и продуктов жизнедеятельности, никогда не покидает их пределов.
При старении или недостатке пищи в митохондриях начинают появляться поры, своеобразные "дыры", через которые агрессивные молекулы, возникающие внутри них, начинают просачиваться в цитоплазму клетки, повреждая ее ДНК и вызывая перебои в ее работе.
Подобные "аварии", как отмечает Д'Амико, возникают в митохондриях и во времена молодости, однако клетки справляются с ними, "расщепляя" органеллы на части и переваривая их поврежденные фрагменты. В преклонные годы жизни этот процесс начинает работать намного менее эффективно, что ведет к ускорению старения клеток и их ускоренной гибели.
Д'Амико и его коллеги пытались понять, какие именно изменения в уровнях активности генов, управляющих жизнью митохондрий и связанных с ними систем клетки, были связаны с нарушениями в переработке главных "энергостанций" нашего организма
Оказалось, что эти процессы были связаны с изменениями в том, как работает PUM2, один из белков, способных соединяться с молекулами РНК и менять их структуру. В молодых клетках это вещество играет положительную роль, транспортируя "инструкции" по синтезу других пептидов из ядра в те части клетки, где собираются новые белки, попутно внося некоторые изменения в их формулу.
В пожилых клетках, как обнаружили ученые, его молекулы начинают сбиваться в клубки и мешать, а не помогать РНК, окружая их нити непреодолимыми барьерами. Одной из "жертв" PUM2, по словам генетиков, становится вещество MFF, играющее критическую роль в процессе утилизации поврежденных митохондрий.
Руководствуясь этой идеей, ученые проверили, что произойдет, если удалить или заблокировать работу PUM2 в ДНК мышей и червей-нематод. Как показали эти опыты, подобный прием резко омолодил митохондрии в клетках кишечника грызунов и во всем теле червей, что позволило им прожить заметно дольше сородичей без подобной модификации ДНК.
Дальнейшие опыты с PUM2 и MFF, как надеются ученые, помогут им понять, как можно понизить активность первого белка и увеличить число молекул второго вещества, не внося изменений в ДНК человека.