Открыт секрет омоложения клеток
Клетки человека имеют ограниченную продолжительность жизни: они могут делиться определенное количество раз, после чего погибают. Однако эти «настройки» сбрасываются при формировании половых клеток, поэтому ребенок 80-летнего мужчины может жить так же долго, как и ребенок 20-летнего отца.
Каким образом этот механизм регулируется в организме человека, неизвестно, однако биологи Массачусетского технологического института, работающие под руководством профессора Анджелики Амон (Angelika Amon), идентифицировали ген, управляющий этим процессом у дрожжей.
Изображение дрожжевой клетки (Saccharomyces cerevisiae),
полученное с помощью рентгеновской микроскопии.
Внутри клетки видно ядрышко и крупная вакуоль (красного цвета).
Специалисты давно научились отличать стареющие клетки дрожжей от молодых клеток. (Обычно цикл жизни дрожжевой клетки состоит из примерно 30 делений.) К ассоциированным со старением изменениям дрожжевых клеток относятся накопление фрагментов ДНК и агрегатов клеточных белков, а также аномальная структура ядрышка (скопления белков и ДНК, находящегося внутри клеточного ядра и обеспечивающего синтез всех клеточных белков). Однако до сих пор никто не знал, какие из этих физических признаков являются важными компонентами процесса старения.
Размножение дрожжевых клеток заключается в их вступлении в особый тип клеточного деления – мейоз, результатом которого является появление спор. Исследователи установили, что признаки клеточного старения исчезают на завершающем этапе мейоза. Они также выяснили, что одновременно с этим актом «омоложения» происходит активация гена NDT80.
Последующее блокирование активности этого гена в стареющих клетках, утративших способность к размножению, увеличило продолжительность их жизни в два раза. Однако активация гена NDT80 устраняла только один тип клеточных повреждений – аномальную структуру ядрышка, что указывает на важную роль этого феномена в старении клеток.
Белковый продукт гена NDT80 является фактором транскрипции, то есть его функция заключается в активации других генов. В настоящее время исследователи занимаются поиском мишеней этого белка, которые, по-видимому, и запускают процесс омоложения. Они также планируют изучить влияние активации гена NDT80 на червях Caenorhabditis elegans и аналога этого гена – гена р63 – на мышах.
В геноме человека также имеется ген р63, являющийся близким родственником гена-супрессора опухолевого роста р53, высокая активность которого характерна для клеток, дающих начало сперматозоидам и яйцеклеткам.
По словам профессора Амон, если сигнальный путь, сходный с тем, что работает в клетках дрожжей, задействован в формировании половых клеток человека, его можно использовать для омоложения человеческих клеток или создания плюрипотентных стволовых клеток, пригодных для применения в клеточной терапии.
Возможно, когда-нибудь идентификация генов, способных обращать вспять процессы старения, позволит разработать методы стимуляции их экспрессии в обычных соматических (неполовых) клетках.
Статья Elcin Unal et al. «Gametogenesis Eliminates Age-Induced Cellular Damage and Resets Life Span in Yeast опубликована 24 июня в журнале Science.
Евгения Рябцева
Портал «Вечная молодость» www.vechnayamolodost.ru по материалам MIT: Biologists discover how yeast cells reverse aging.
27.06.2011