Ограничение теории старения

Новое исследование усиливает и укрепляет связи, которые заставляют ученых предлагать «транспозоновую теорию старения».

«До сих пор были ассоциации и предложения, которые для всех нас имеют смысл, но разница в науке заключается в том, что вам нужны данные, чтобы поддержать ваше мнение».

Транспозоны - это изгоистые элементы ДНК, которые разрываются в стареющих клетках и переписываются в другом месте в геноме, что потенциально создает сокращение продолжительности жизни в генетических тканях тканей.

По мере того, как клетки становятся старше, предыдущие исследования показали, что плотно намотанная гетерохроматиновая упаковка, которая обычно заключает в тюрьму транспозоны, становится более свободной, что позволяет им выскользнуть из своих положений в хромосомах и перейти к новым, нарушая нормальную функцию клеток. Между тем, ученые показали, что потенциально связанные с ними вмешательства, такие как ограничение калорий или манипулирование определенными генами, могут наглядно продлить продолжительность жизни у лабораторных животных.

«В этом докладе большой шаг вперед направлен на возможность истинной причинно-следственной связи», - говорит Стивен Хельфанд, профессор биологии Университета Брауна и старший автор нового исследования в Труды Национальной академии наук, «До сих пор были ассоциации и предложения, которые для всех нас имеют смысл, но разница в науке заключается в том, что вам нужны данные, чтобы поддержать ваше мнение».


графика подписки внутри себя


Соединение точек

Новые результаты, проведенные исследователем факультета Джейсоном Вудом, исходят из нескольких экспериментов, которые являются тщательными и прямыми в соединении точек между ослабляющим гетерохроматином, повышенной экспрессией транспозона, старением и продолжительностью жизни.

В одном из экспериментов команда визуально поймала транспонируемые элементы в акте прыжков в плодовых мухах в возрасте. Они вставляли специальные генетические фрагменты в жировые клетки организма, что эквивалентно человеческой печени и жировым клеткам у мух, которые светятся ярко-зелеными, когда в геноме движутся специфические переносимые элементы. Под микроскопом ученые могли видеть ясную картину того, как светящиеся «ловушки» все больше и больше зажигаются, как мухи в возрасте.

Увеличение активности транспозонов не было устойчивым, поскольку мухи стали старше. «Мухи достигают определенного возраста, а затем они становятся более экспоненциальными», - говорит Вуд. Данные показывают, что временные рамки, в которых действительно начинает расти активность переносимых элементов, тесно коррелируют со временем, когда мухи начинают умирать.

Несколько экспериментов в документе также показывают, что ключевое вмешательство, уже известное в целях увеличения продолжительности жизни, низкокалорийной диеты, резко задерживает начало повышенной активности транспозона.

Чтобы дополнительно изучить связь между выражением транспозона и продолжительностью жизни, команда проверила эффекты манипулирования генами, известными для улучшения репрессий гетерохроматина, которые встречаются не только у мух, но и у млекопитающих. Например, увеличение экспрессии гена Su (var) 3-9, которое помогает образовать гетерохроматин, увеличивает максимальную продолжительность жизни от 60 до 80. Возрастающая экспрессия гена под названием Dicer-2, который использует небольшой путь РНК для подавления транспозонов, значительно увеличил продолжительность жизни.

Наконец, они показали, что препарат против ВИЧ, названный 3TC, который ингибирует активацию транспозонов и их перемещение в новые положения в геноме, может восстановить некоторую продолжительность жизни мух, которые имеют мутацию, которая отключает Dicer-2.

Следующие шаги

По всем новым результатам, Хельфанд говорит, что еще не совсем ясно, что транспозоны являются причиной воздействия на здоровье пожилых людей. «Они делают хорошую историю, - говорит он. «Мы начинаем надевать мясо на скелет».

Но новые эксперименты запланированы. Например, команда намеренно поощряет выражение перемещаемых элементов, чтобы понять, подрывает ли это здоровье и продолжительность жизни. Другим подходом могло бы быть использование мощного метода редактирования гена CRISPR, чтобы конкретно отключить способность переносимых элементов мобилизоваться в геноме. Если это вмешательство повлияло на продолжительность жизни, это было бы хорошо сказано, говорит Хельфанд.

Группа также продолжает разрабатывать лекарственные вмешательства в надежде повысить свою эффективность и более подробно узнать о своей безопасности.

Браун также возглавляет новый грант с Нью-Йоркским университетом и Рочестерским университетом для дальнейшего продвижения изучения транспозонов в процессе старения.

Хотя транспозоны, по-видимому, являются значительным фактором старения, говорят Хельфанд и Вуд, они, вероятно, будут лишь частью более широкого набора процессов, которые со временем ухудшат здоровье. «Существует множество потенциальных механизмов, влияющих на процесс старения», - говорит Вуд. «Происходит много всего, но мы думаем, что это один из них».

Национальные институты здравоохранения и Американская федерация исследований старения финансировали исследования.

источник: Университет Брауна

Книги по этой теме

at Внутренний рынок самовыражения и Amazon