Нове дослідження, проведене в Німеччині, знайшло відповіді на давні питання: що спонукає старіння і що ми можемо зробити, щоб його зупинити?
Попри століття досліджень і прогресу в медицині, досі залишається багато загадок, які залишаються невирішеними, головною з яких є розуміння того, що викликає старіння, і як ми можемо його уповільнити або повернути назад.
Але нове дослідження групи вчених з Німеччини, опубліковане в науковому журналі Nature, можливо, нарешті знайшло відповіді на ці запитання.
Дослідники з Кельнського університету в Німеччині не тільки виявили, що транскрипція генів – процес, під час якого клітина створює РНК-копію ланцюга ДНК – з віком стає швидшою, але менш точною та більш схильною до помилок; вони також виявили, що певні процеси можуть допомогти нам виправити це.
“Поки що це єдиний момент еврики в моєму житті. Я маю на увазі, що це відкриття, яке не робиш через день», — сказав доктор Андреас Бейєр, провідний дослідник, назвавши відкриття “великим”.
Він додав, що соцмережі вже “штормить”, а деякі його колеги дуже схвильовані.
10 років досліджень
До того, як Бейєр і його команда розпочали свій дослідницький проект, а це було 10 років тому, типове дослідження мало “просто дивитися на диференціальну експресію генів”.
Попередні дослідження, пояснює фахівець, ставили запитання на зразок: “Коли ви старієте, які гени вмикаються, а які вимикаються?” і “Як це змінює регуляцію або метаболізм у клітині?”
Але ніхто не запитував, як сам процес транскрипції змінюється з віком, напрямок дослідження, який міг би дати розуміння, яке зрештою допоможе нам повернути або зупинити занепад.
Транскрипція – ключ до здорового старіння
“Транскрипція є фундаментальною для досліджень Бейєра, оскільки це процес, під час якого клітина створює РНК-копію фрагмента ДНК. Ця копія важлива, оскільки вона містить генетичну інформацію, необхідну для створення нових білків у клітині. Білки визначають здоров’я та функціонування клітин, а потім клітини структурують усе живе”, – йдеться у джерелі.
Протягом нашого життя клітини регенерують, “але кожна клітина відрізняється, і те, що робить їх різними, це різні гени, які в ній активуються”, — пояснює Бейєр.
Ця активація називається транскрипцією.
Оскільки гени надають клітинам їх призначення, їх транскрипція має бути бездоганною.
“Вам важливо створити потрібну кількість транскриптів для кожного гена та мати точну копію послідовності генів, але також вам потрібно активувати точні гени, які необхідні клітині для належного функціонування”, — сказав Бейєр.
В організмі людини є багато різних типів клітин: нервові клітини, м’язові клітини, клітини крові, клітини шкіри тощо. А оскільки кожна клітина виконує різні функції, у кожному типі клітини активується (транскрибується) інший набір генів.
“Машина”, як її називає Бейєр, відповідальна за створення транскрипційної копії генних послідовностей, називається Pol II (РНК-полімераза II).
Його команда виявила, що процес транскрипції прискорюється з віком, і ця прискорена транскрипція змушує Pol II робити більше помилок, що призводить до по суті «поганих» копій, які можуть призвести до багатьох захворювань.
“Якщо Pol II стає занадто швидким, він робить більше помилок, і тоді послідовність більше не ідентична послідовності геному. Наслідки подібні до тих, які ви маєте, коли є мутації в самому геномі”, – сказав Бейєр.
Зупинка копій пошкоджених клітинок
Попередні дослідження вже довели, що низькокалорійні дієти та пригнічення сигналізації інсуліну – блокування сигналу між інсуліном і клітинами – можуть уповільнити старіння та продовжити життя багатьох тварин.
У своїх експериментах команда Бейєра намагалася з’ясувати, чи мали вони якийсь вплив на уповільнення швидкості Pol II і зменшення кількості несправних копій.
Дослідження — спільне співробітництво 26 людей із шести різних лабораторій — спочатку працювало з черв’яками, мишами та плодовими мушками, генетично модифікованими для пригнічення інсулінової сигналізації, а також з мишами на низькокалорійній дієті, щоб визначити ефективність транскрипції клітин у літньому віці. . В обох випадках Pol II реагував і рухався повільніше, роблячи менше помилок.
Потім Бейєр і його команда відстежили виживання плодових мушок і черв’яків, які є носіями мутації, що уповільнила Pol II, і тварини жили на 10-20 відсотків довше, ніж їхні немутантні побратими.
Коли дослідники використали редагування генів, щоб скасувати мутації у черв’яків, тривалість життя тварин скоротилася, встановивши причинно-наслідковий зв’язок.
Щоб перевірити свій експеримент на людях, вони працювали зі зразками крові молодих і старих людей.
“І коли ми порівняли молоді клітини з дуже старими клітинами in vitro, ми отримали точно такі ж результати”, — сказав Аргіріс Папантоніс, один із головних дослідників.
За словами Бейєра, результати між видами підтверджують, що це “справді загальне явище, яке стосується старіння, а не лише специфічне для окремої моделі, наприклад, мух”, сказав Бейєр.
“Наше дослідження стверджує, що, наприклад, дотримання здорової дієти або це втручання з обмеженням калорійності покращить якість транскрипції виробництва РНК у клітині. І це матиме сприятливий вплив на клітини в довгостроковій перспективі”, — додав він.
Отримані результати можуть допомогти запобігти прояву раку, зазначає Папантоніс, оскільки “це хвороба пізнього віку через помилки. Обмеження помилок може бути способом обмеження появи раку або хвороби пізнього віку”.
Вони також можуть дозволити нам “краще зрозуміти старіння, краще зрозуміти, що відбувається, коли ми старіємо”, і, зрештою, “краще зрозуміти втручання, що, на мою думку, відкриває нові можливості для відстрочення старіння або розширення здорового старіння”, — сказав Бейєр.
