Подписаться на новости
  • Сенатор
  • ООО "Ай Вао"
  • vsh25
  • mmif-2019
  • Vitacoin

Прогерин и теломеры: общее звено для преждевременного и нормального старения

Исследователи Национального института исследований человеческого генома США, работающие под руководством Фрэнсиса Коллинза (Francis S. Collins), идентифицировали новый механизм, регулирующий программу старения нормальных клеток. Результаты исследования предоставляют новую информацию о взаимодействии между токсичным белком прогерином и теломерами.

Как оказалось, короткие или аномально функционирующие теломеры активизируют синтез прогерина, накопление которого ассоциировано с повреждениями клеток, происходящими при старении организма. По мере укорочения теломер синтез прогерина в клетке усиливается.

Теломеры – концевые участки хромосом – укорачиваются при каждом делении клетки, при этом достижение ими критической длины приводит к прекращению деления и гибели клетки.

Прогерин является альтернативной версией нормального белка ламина А, кодируемого геном LMNA. Этот белок необходим для поддержания нормальной структуры ядра клетки, являющегося хранилищем генетической информации.

В 2003 году авторы установили, что мутация гена LMNA является причиной развития синдрома преждевременного старения, известного как прогерия или синдром Гилфорда. При этом очень редком наследственном заболевании у детей развиваются симптомы, ассоциированные с преклонным возрастом, в том числе выпадение волос, уменьшение слоя подкожной жировой клетчатки, атеросклероз и изменения скелета. Такие дети обычно умирают от болезней сердечно-сосудистой системы в подростковом возрасте.

По словам Коллинза, изучение прогерии может помочь разобраться в биохимических и молекулярных механизмах нормального старения. И действительно, работа, начавшаяся с изучения этого заболевания, оказалась очень продуктивной.

В 2007 году исследователи продемонстрировали, что нормальные клетки здоровых людей, даже в отсутствие соответствующей мутации, могут в небольших количествах продуцировать токсичный белок прогерин, синтез которого активизируется по мере старения клетки. Однако причина запуска этого механизма долго оставалась загадкой.

Вызывающая прогерию мутация вызывает сильную активацию сплайсинга (механизма обработки генетической информации для последующего синтеза белка) ламина А. Результатом этого является продукция прогерина и преждевременное старение организма. Однако, как оказалось, изменения сплайсинга ламина А имеют место и при наличии нормального гена LMNA.

Синтез белка происходит согласно инструкции, зашифрованной в информационной РНК (иРНК), которая транскрибирует (переводит) последовательность нуклеотидов в ДНК на свой алфавит, отличающейся одной из четырех букв – нуклеотидов. Однако иРНК не содержит всю записанную в ДНК информацию. Вместо этого она подвергается сплайсингу – удалению так называемых интронов (некодирующих фрагментов) и последующей сшивке оставшихся экзонов (фрагментов, в которых закодирована аминокислотная последовательность белка). Первый системный анализ генома на предмет появления альтернативного сплайсинга в процессе старения клетки, проведенный авторами с помощью лабораторных методик анализа последовательности нуклеотидов РНК, показал, что укорочение теломер в процессе деления клеток индивидуумов с нормальной версией гена LMNA каким-то образом нарушает механизм сплайсинга ряда иРНК. Эти иРНК кодируют белки, необходимые для поддержания целостности цитоскелета клетки. И, что еще более важно, при этом происходит нарушение сплайсинга иРНК ламина А, что приводит к появлению и накоплению в клетке прогерина.

В доказательство существования взаимосвязи между теломерами и прогерином исследователи продемонстрировали, что так называемые иммортализованные (бессмертные) клетки продуцируют очень мало прогерина. Такие клетки (как правило, злокачественные) способны к бесконечному делению и имеют постоянную длину теломер, поддерживаемую ферментом теломеразой.

Ученые также провели лабораторное тестирование нормальных клеток здоровых индивидуумов в возрасте от 10 до 92 лет с помощью биохимических маркеров, указывающих на наличие в клетке иРНК прогерина. Оказалось, что, независимо от возраста, для клеток, прошедших через множество циклов деления, характерно более высокая продукция прогерина. Для этих же клеток характерны укороченные и аномально функционирующие теломеры, являющиеся показателем многократного деления клетки.

Полученные данные указывают на то, что процесс старения клетки запускается комбинацией двух факторов: укорочения теломер и синтеза прогерина. Они также проливают свет на участие этого токсичного белка в механизмах нормального старения.

Статья Kan Cao et al. «Progerin and telomere dysfunction collaborate to trigger cellular senescence in normal human fibroblasts опубликована 13 июня в предварительной on-line версии Journal of Clinical Investigation.

Евгения Рябцева
Портал «Вечная молодость» www.vechnayamolodost.ru по материалам Medical Xpress – Researchers find new clues about aging

15.06.2011

Читать статьи по темам:

геном человека мутация наследственные болезни РНК старение теломеры Версия для печати
Ошибка в тексте?
Выдели ее и нажми ctrl + enter
назад

Читать также:

Монолог о генетике

С развитием принципиально новых методов геномного секвенирования и генетического анализа стало ясно: для генетики открылись новые перспективы.

читать

Наследственные болезни: выявить можно уже сейчас, вылечить – еще не скоро

До недавнего времени были изучены преимущественно моногенные заболевания, возникающие при нарушении работы одного гена. Но большинство наследственных болезней связаны с одновременным нарушением работы нескольких генов и определённым воздействием внешней среды.

читать

Геном человека: ENCODE поможет понять прочитанное

Расшифровка генома человека без интерпретации — это всего лишь огромное нагромождение букв. Одна из основных задач проекта ENCODE – поиск элементов ДНК, которые управляют экспрессией генов.

читать

Мы не только немножко неандертальцы, но и немножко денисовцы

Меланезийцы, населяющие острова к северо-востоку от Австралии, получили от денисовцев 4-6% своих генов. Если учесть, что след в геномах современных людей оставили и неандертальцы, общий вклад «кузенов» составит около 8%.

читать

1000 Genomes Project: первые результаты

Каждый человек в среднем имет 50-100 мутаций, связанных с наследственными заболеваниями. Это один из выводов, сделанных после первого этапа участниками проекта «1000 геномов».

читать

Еще один национальный геном

С тех пор как ученые научились быстро и относительно недорого определять полногеномные последовательности, было расшифровано несколько «национальных геномов».

читать