SIRT3 – потенциальный источник долголетия
Исследователям университета Калифорнии в Беркли удалось «отвести назад» молекулярные часы путем встраивания в стволовые клетки крови старых мышей «гена долголетия» SIRT3. Результатом этой манипуляции стало восстановление регенеративного потенциала стареющих стволовых клеток.
Руководитель исследования доцент Даника Чэнь (Danica Chen) отмечает, что в течение последних 10-20 лет было сделано немало прорывов в изучении механизмов старения, которое теперь считается не спонтанным неконтролируемым процессом, а процессом, регуляция которого не менее сложна, чем регуляция процесса развития. Понимание этого открывает возможности управления течением волнующего многих неизбежного процесса угасания организма.
В качестве одного из «источников долголетия» специалисты рассматривают белки семейства сиртуинов, важная роль которых в процессе старения уже не вызывает никакого сомнения. В частности, существуют данные, согласно которым активация гена, кодирующего белок SIRT3, происходит при соблюдении низкокалорийной диеты, значительно продлевающей жизнь представителям многих видов животных. Белок SIRT3 входит в состав энергетических центров клетки – митохондрий, – функционирование которых тесно связано с процессами роста и гибели организма.
В качестве объекта для изучения эффектов старения авторы выбрали взрослые гемопоэтические стволовые клетки, обеспечивающие продукцию всех типов клеток крови. Эти клетки обладают способность полностью восстанавливать систему кроветворения, уничтоженную, например, в результате химио- или радиотерапии онкологических заболеваний.
На первом этапе работы ученые наблюдали за функционированием кроветворной системы мышей, не имеющих функционального гена SIRT3. Неожиданно оказалось, что в молодом возрасте отсутствие этого гена никак не сказывалось на состоянии здоровья животных. Однако ситуация радикально менялась к двум годам, когда у мышей наблюдалось значительное, по сравнению с нормальными животными того же возраста, уменьшение количества гемопоэтических стволовых клеток и угасание их способности к формированию новых клеток крови.
В чем же причина? Оказалось, что для гемопоэтических стволовых клеток молодого организма характерны относительно низкие уровни окислительного стресса, вызываемого побочными продуктами обмена веществ. На этом этапе развития антиокислительные защитные системы организма без труда справляются с окислительным стрессом и отсутствие гена SIRT3 не имеет практически никакого значения.
По мере старения эффективность работы защитных систем снижается одновременно с повышением уровня окислительного стресса, что приводит к накоплению токсичных побочных продуктов метаболизма. На этом этапе организм нуждается в SIRT3, способном стимулировать работу защитной антиоксидантной системы. Однако уровень активности этого гена также снижается с возрастом и постепенно жизнедеятельность организма угасает.
Чтобы проверить, каким образом повышение уровня активности SIRT3 скажется на состоянии кроветворной системы, авторы увеличили экспрессию этого гена в гемопоэтических стволовых клетках стареющих мышей. Результатом этого стало повышение эффективности продукции клеток крови.
Авторам еще предстоит выяснить, может ли гиперэкспрессия гена SIRT3 действительно продлить жизнь. Однако они заявляют, что увеличение продолжительности жизни не является единственной целью их работы. Исключительно важной задачей, которую ставят перед собой специалисты, работающие в области изучения механизмов старения, является применение знаний о регуляторных генетических механизмах в лечении возрастных болезней.
Они также отмечают, что другие группы исследователей продемонстрировали, что SIRT3 выступает в роли супрессора опухолевого роста. Это делает его идеальным претендентом на роль «омолаживающего» агента, так как повышение его экспрессии не ассоциировано с увеличением риска развития злокачественных новообразований.
Статья Katharine Brown et al. SIRT3 Reverses Aging-Associated Degeneration опубликована в журнале Cell Reports.
Евгения Рябцева
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам University of California – Berkeley:
Discovery opens the door to a potential ‘molecular fountain of youth’.
01.02.2013