Снижение активности гена увеличивает продолжительность здоровой жизни
Исследователи нескольких научных учреждений США, работающие под руководством профессора Джона Седивы (John Sedivy) из университета Брауна, установили, что снижение экспрессии гена Myc значительно увеличивает продолжительность здоровой жизни лабораторных мышей.
Ген Myc есть в геномах всех животных, начиная от простейших одноклеточных организмов и заканчивая человеком. Он является одним из активно изучаемых объектов медико-биологических исследований и известен как важный регулятор деления, роста и гибели клеток. Его функции в организме настолько фундаментальны и распространены, что животные не могут жить без этого гена (его белковый продукт регулирует экспрессию до 15 % всех известных генов). Однако у мышей и человека избыточная экспрессия этого белка тесно связана с развитием рака, что делает Myc известной, но труднодоступной мишенью для разработчиков лекарственных препаратов.
В рамках своего исследования авторы создали линию мышей, имеющих только одну копию гена Myc вместо обычных двух. Это снизило экспрессию соответствующего белка и увеличило продолжительность жизни животных на 15% (20% для самок и 10% для самцов). Более того, экспериментальные животные сохраняли хорошее состояние здоровья до глубокой старости.
Единственным зарегистрированным нежелательным побочным эффектом был маленький размер тела экспериментальных животных (примерно на 15% меньше нормы). В условиях дикой природы этот фактор потенциально неблагоприятен для выживания.
Детальное изучение физиологических параметров животных и функционирования их органов и систем не выявило никаких отличий он нормальных показателей. При этом они не испытывали многих проблем, ассоциированных со старением. У них не развивался остеопороз, не нарушались функции иммунной системы, практически не развивался фиброз сердечной мышцы. По сравнению с обычными мышами они были более активными, их метаболизм не так явно замедлялся по мере старения, в организме синтезировалось меньше холестерина, а также лучше сохранялась способность координировать движения.
Молодые мыши имеют высокую плотность костной ткани независимо от количества копий Myc в их геномах
(2 копии – верхний ряд, Myc+/+, 1 копия – нижний ряд, Myc+/–). Однако стареющие мыши Myc+/–
дольше сохраняют высокую плотность костной ткани и лучшее состояние здоровья в целом.
Молекулярный анализ ряда вовлеченных в регулирование продолжительности жизни механизмов выявил у экспериментальных животных изменения в сигнальном механизме, опосредуемом инсулиноподобным фактором роста-1 (IGF-1), а также нескольких механизмов, обеспечивающих чувствительность к питательным веществам и регистрацию уровня энергии в клетке. Однако пока до конца неясно, каким образом ген Myc вовлечен в эти механизмы. Наиболее интересным оказался тот факт, что в некоторых тканях экспериментальных животных была снижена активность синтеза белков. Известно, что этот процесс непосредственно регулируется геном Myc и что его подавление с помощью разных методов увеличивает продолжительность жизни представителей разных видов, начиная от дрожжей и заканчивая млекопитающими.
Полногеномный анализ экспрессии генов выявил у экспериментальных мышей выраженные особенности в механизмах, вовлеченных в метаболизм и функционирование иммунной системы. Однако эти особенности лишь в незначительной степени совпадали с профилями экспрессии генов, характерными для других вмешательств, увеличивающих продолжительность жизни.
На основании полученных данных авторы пришли к выводу о несостоятельности признаваемой многими специалистами модели долголетия, согласно которой повышение активности различных механизмов стрессоустойчивости увеличивает продолжительность жизни. Созданные ими долгоживущие животные реагируют на стрессы и страдают от их последствий не меньше обычных мышей.
Авторы надеются, что результаты их работы найдут свое применение в клинической практике. Идентификация ключевых компонентов опосредуемых Myc метаболических или иммунных механизмов и их использование в качестве терапевтических мишеней совсем не обязательно позволит увеличить продолжительность жизни людей. Однако оно может улучшить состояние их здоровья в преклонном возрасте. Профессор Седивы считает, что особенно перспективной мишенью является механизм синтеза белка, снижение активности которого оказывает положительное влияние на многие системы органов.
В настоящее время фармакологические компании уже занимаются разработкой противоопухолевых препаратов, блокирующих чрезмерную экспрессию Myc. Судя по всему, сфера применения таких препаратов не ограничится онкологией.
Статья Jeffrey W. Hofmann et al. Reduced Expression of MYC Increases Longevity and Enhances Healthspan опубликована в журнале Cell.
Евгения Рябцева
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам Brown University:
Reducing Myc gene activity extends healthy lifespan in mice.
26.01.2015