Дослідники з вищої школи медичних наук Вейла Корнелла (Нью-Йорк, США) знайшли в організмі людини “таймер смертності”. Вони стверджують, що секрет клітинної молодості може полягати в збереженні маленького ядерця – щільної структури в клітинному ядрі.
Ці знахідки були виявлені в дріжджах, модельному організмі, відомому своєю роллю у виготовленні хліба та пива, але напрочуд схожому на людський на клітинному рівні. Нове дослідження, опубліковане в Nature Aging, може призвести до нових методів лікування довголіття, які могли б продовжити тривалість життя людини, пише ScitechDaily. Воно також встановлює таймер смертності, який показує, скільки часу залишилося клітині до її смерті.
З віком у людей підвищується ймовірність розвитку захворювань, таких як рак, серцево-судинні та нейродегенеративні захворювання.
“Старіння є найвищим фактором ризику цих захворювань. Воно також встановлює таймер смертності, який показує, скільки часу залишилося клітині до її загибелі. Замість того, щоб лікувати кожну хворобу окремо, кращим підходом було б розробити терапевтичний засіб або добавку, яка затримала б початок хвороб, запобігаючи основним молекулярним дефектам, які їх викликають”, – каже докторка Джессіка Тайлер, професор патології та лабораторної медицини в Weill Cornell Medicine.
Ядро містить хромосоми клітини та ядерце, в якому міститься рибосомна ДНК (рДНК). Ядро ізолює рДНК, яка кодує РНК-частини рибосом, механізмів побудови білків. рДНК є однією з найкрихкіших частин геному, оскільки її повторювана природа ускладнює її підтримку та виправлення у разі пошкодження. Якщо пошкодження рДНК не буде точно виправлено, це може призвести до хромосомних перебудов і смерті клітини.
В організмах, від дріжджів до черв’яків і людини, ядра збільшуються під час старіння. З іншого боку, антивікові стратегії, такі як обмеження калорій або зменшення кількості їжі, призводять до зменшення ядра.
“Обмеження калорій робить так багато різних речей, і ніхто не знає, як саме воно подовжує тривалість життя”, – каже науковиця.
На думку вчених, що проводили дослідження, збереження ядер малих розмірів може сповільнити старіння. Щоб перевірити цю ідею, вони розробили штучний спосіб закріплення рДНК на мембрані, що оточує ядро дріжджових клітин, щоб вони могли контролювати, коли вона закріплена, а коли ні.
Дослідники виявили, що зв’язування ядерця було достатнім, щоб зберегти його компактним, а маленькі ядерця сповільнювали старіння приблизно такою ж мірою, як обмеження калорій.
Цікаво, що ядерця не розширювалися з однаковою швидкістю протягом усього життя, оскільки клітини старіли. Вони залишалися маленькими протягом більшої частини життя дріжджів, але при досягненні порогового розміру ядра раптово почали швидко рости та збільшуватися до набагато більшого розміру. Після досягнення цього порогу клітини виживали в середньому ще близько п’яти клітинних поділів.
“Коли ми побачили, що це не лінійне збільшення розміру, ми зрозуміли, що відбувається щось справді важливе. Виявляється, що перевищення порогу служить таймером смертності, відраховуючи останні моменти життя клітини”, – пояснив доктор Ігнасіо Гутьєррес, провідний автор дослідження.
Під час старіння ДНК накопичує пошкодження, деякі з яких можуть бути руйнівними для клітини. Під час тестів команда виявила, що великі ядерця мають менш стабільну рДНК, ніж менші. Крім того, коли структура велика, білки та інші фактори, які зазвичай не потрапляють до ядра, більше не затримуються в ньому. Це ніби ядерце стає негерметичним, пропускаючи молекули, які можуть завдати шкоди крихкій рДНК.
“Вся суть конденсатів полягає в тому, щоб розділити біологічні реакції, щоб допомогти їм працювати ефективно, але тепер, коли у вас є інші білки, що надходять у ядерце, це призводить до нестабільності геному, що викликає кінець тривалості життя”, – сказав доктор Тайлер. Ці білки можуть спричинити катастрофічні проблеми, такі як хромосомні перебудови.
Далі дослідники планують вивчити вплив ядерця на старіння стовбурових клітин людини. Стовбурові клітини особливі тим, що вони мають потенціал замінювати інші типи клітин, коли ті відмирають. Але з часом стовбурові клітини перестають ділитися, тож дослідники сподіваються використати знання, отримані під час цього проєкту, щоб продовжити їх існування.
“Я був у захваті від того, що ми змогли пов’язати структуру ядра з процесом відновлення таким чином, що вона може бути збережена від дріжджів до людини”, – прокоментував вчений.
