Два пути старения
Молекулярные биологи и биоинженеры из Калифорнийского университета в Сан-Диего описали ключевые механизмы старения. Они выделили два пути, которые клетки проходят в процессе старения, и разработали новый способ генетического программирования этих процессов для увеличения продолжительности жизни.
Продолжительность жизни человека определяется старением отдельных клеток организма. Чтобы понять, стареют ли разные клетки с одинаковой скоростью и по одной и той же причине, исследователи изучили старение у дрожжей Saccharomyces cerevisiae.
Исследователи смогли показать, что клетки одного и того же генетического материала в одной и той же среде могут стареть разными молекулярными и клеточными путями. Используя микрофлюидику, компьютерное моделирование и другие методы, они обнаружили, что около половины клеток стареют из-за постепенного снижения стабильности ядрышка с высоким уровнем подавления ДНК, другая половина – из-за накопления гема и гем-зависимой транскрипции, при которой происходит дисфункция митохондрий.
Как расходятся «судьбы» клеток, следующих разным «программам старения». Yang Li et al. / Science, 2020.
Клетки «избирают» путь старения ядрышек или митохондрий в раннем возрасте и следуют ему на протяжении всей жизни. Чтобы понять, как клетки принимают это решение, Нан Хао и его группа определили молекулярные процессы, лежащие в основе каждого пути старения, а также связи между ними. Они выявили молекулярный контур, который управляет старением клеток, подобно электрической цепи, которая контролирует работу бытовой техники.
Разработав новую модель процесса старения, исследователи обнаружили, что они могут манипулировать и оптимизировать его. Они разработали генетически новый третий путь старения, заключающийся в чрезмерной экспрессии деацетилазы Sir2, которая способствует подавлению рибосомальной ДНК. Этот путь связан с более высокой средней продолжительностью жизни.
Это исследование показывает, что есть возможность разработать генную или химическую терапию, чтобы репрограммировать старение отдельных клеток человека для задержки старения целого организма и удлинения времени здоровой жизни.
Авторы планируют повторить эксперименты на более сложных клетках и организмах и, в конечном итоге, на клетках человека, чтобы найти похожие пути старения. Они также испытают химические методы репрограммирования старения, чтобы оценить, могут ли комбинации терапевтических средств и лекарственных «коктейлей» привести к здоровому долголетию.
Статья Y.Li et al. A programmable fate decision landscape underlies single-cell aging in yeast опубликована в журнале Science.
Аминат Аджиева, портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам UC San Diego: Researchers Discover Two Paths of Aging and New Insights on Promoting Healthspan.