Исследователи из Института молекулярной биологии в Германии раскрыли механизм неизбежного старения и смерти организма.
Оказалось, что главную роль играют гены, которые необходимы для поддержания нормальных функций клеток, но в более позднем возрасте способствуют их гибели и износу. Статья ученых опубликована в журнале Genes&Development, сообщает MedicalXpress.
Согласно одной из гипотез, старение и связанная с ним смерть были запрограммированы эволюцией. Однако чем больше продолжительность жизни существа, тем больше оно оставит потомства, которому будут переданы его гены. Организмы, способные воспроизводиться бесконечно долго, получают эволюционное преимущество перед всеми остальными видами, поэтому старение должно постепенно исчезнуть. Чтобы разрешить это противоречие, была предложена концепция антагонистической плейотропии (АП).
Плейотропией называют эффект множественного действия гена, когда он выполняет сразу несколько функций. Концепция АП заключается в том, что один и тот же ген может способствовать росту плодовитости у живого существа и его старению. В результате ДНК быстро распространяется в популяции, несмотря на издержки в виде неизбежной смерти для каждого носителя гена. В этом проявляется «недальновидность» эволюции, когда отбираются только те признаки, что дают немедленное преимущество, а не те, что более выгодны в далекой перспективе. В конце концов, старение и смерть становятся неотъемлемой частью генетической программы.
Хотя эта гипотеза была доказана с помощью математических моделей, необходимо было найти конкретные гены с антагонистической плейотропией, способствующие старению. Эксперименты проводились на животной модели — нематодах Caenorhabditis elegans. Исследователи проверили несколько генов-кандидатов. Оказалось, что старению способствовала ДНК, отвечающая за аутофагию — процесс разрушения клеткой своих поврежденных или ненужных органелл.
Аутофагия необходима для нормального развития эмбриона, а также выполняет другие важные функции. Однако в старых червях этот механизм начинает работать неправильно. Показано, что инактивация соответствующих генов в нейронах C.elegans способствует продлению жизни животных на 50 процентов и улучшает их физическое здоровье. Ученые считают, что открытие поможет разработать методы лечения болезней Альцгеймера, Паркинсона и Хантингтона. В то же время возможно наличие и других генов с АП, обуславливающих старение.
