Ограничение питания активирует продолжительность жизни на генетическом уровне

Москва, 22:34, 10 Окт 2019, редакция FTimes.ru, автор Сергей Кузнецов.

Открытия могут однажды привести к появлению новых лекарств для продления здоровой жизни человека.

Открытие в 1990-х годах того факта, что мутация в одном гене экспериментального червя может удвоить его продолжительность жизни, вызвало панику в исследованиях по молекулярной биологии старения и породило надежду на то, что лекарственная терапия или другие меры могут быть разработаны для увеличения продолжительности жизни здорового человека. Но, как это часто бывает в науке, генетическая регуляция старения более сложна, чем это первоначально казалось.

Природа этой сложности освещена в новой статье ученых биологической лаборатории MDI Джарода Роллинса и Арика Роджерса, соавторов, которые описывают механизмы, посредством которых продолжительность жизни регулируется после транскрипции, то есть после того, как генетический проект был расшифрован из ДНК организма. Идентификация этих механизмов послужит дорожной картой для скрининга новых, более специфических лекарств для продления здоровой жизни.

Исследование проводилось на C. elegans, крошечном нематодном черве, который является популярной моделью в исследованиях старения из-за его генетического сходства с людьми и из-за его короткой продолжительности жизни, что позволяет ученым легко изучать вмешательства, продлевающие продолжительность жизни.

Документ «Ограничение питания вызывает посттранскрипционную регуляцию генов долголетия», который недавно был опубликован в журнале Life Science Alliance, является результатом пятилетних исследований в лабораториях Роллинса и Роджерса в Биологической лаборатории MDI.

Ученые использовали методы биоинформатики или анализа данных для сравнения генов у червей, получавших нормальную диету, с теми, чьи диеты были ограничены. Ограничение в питании (ОП), которое относится к ограничению калорий без недоедания, является самым надежным вмешательством, известным для увеличения продолжительности жизни, и было продемонстрировано, что оно увеличивает продолжительность жизни и задерживает начало связанных с возрастом дегенеративных заболеваний у широкого спектра видов.

Научные данные о продлевающих жизнь эффектах ОП вызвали стремление разработать «миметики ОП», или препараты, которые имитируют эффекты ОП без необходимости резко сокращать калории. В дополнение к тому, что трудно придерживаться, такая диета связана с отрицательными побочными эффектами, включая повышенную чувствительность к холоду и потерю энергии и либидо. Идентификация этих новых механизмов открывает возможность разработки новых, более точных миметиков ОП.

Целью миметиков ОП является доступ к адаптивным программам в клетке, которые активируются, когда организм подвергается экзистенциальной угрозе, такой как нехватка питательных веществ. В таком случае клеточный механизм переключается с акцента на рост и воспроизводство, которое является дорогостоящим с точки зрения ресурсов клеточной связи, на акцент на выживание. Чтобы гарантировать, что организм выживает и размножается при улучшении условий, природа стремится обеспечить, чтобы его клетки функционировали с максимальной эффективностью.

В дополнение к подтверждению существующих теорий об адаптивном ответе на ОП, в статье подчеркивается важность посттранскрипционной регуляции — или регуляции, которая происходит после того, как ген «прочитан» или «транскрибирован» с ДНК в ядре клетки. Идентификация механизмов, которые управляют посттранскрипционными уровнями экспрессии генов, намечает путь для скрининга или тестирования лекарств, которые могут оказывать пролонгированное действие.

«Мы обнаружили, что сотни генов регулируются почти исключительно на посттранскрипционном уровне», — сказал Роллинс. «Это гены, которые ранее не были известны как имеющие роль в долголетии. Этот уровень регуляции может быть пропущен, если ученые смотрят только на уровень транскрипции. Выявление этих механизмов дает нам лучшее представление о том, как работает ОП, и открывает совершенно новую область потенциальных исследований для сообщества биологов старения».