Что помогает некоторым людям дожить до ста и более лет, и можно ли использовать этот механизм для продления молодости всего человечества? Ответ на этот вопрос ищут специалисты лаборатории эпигенетики и генетики старения Института изучения старения РНИМУ им. Н.И. Пирогова, который создан в рамках программы «Приоритет 2030» национального проекта «Наука и университеты».
Ученые изучают все возможности замедлить неблагоприятные возрастные изменения, в том числе те, которые есть у растений.
Заведующий лабораторией, профессор РАН, член-корреспондент РАН Алексей Москалев рассказал о ходе исследований и уже полученных результатах.
Метилирование ДНК
Метилирование – это способ регулирования активности генов. Данный процесс подавляет активность гена: синтез РНК и, соответственно, белка становится невозможным. Это своего рода «заглушка», которую организм использует, инактивируя те или иные гены, работа которых в данный момент ему не нужна или может представлять опасность.
В настоящее время в лаборатории ведутся работы по изучению особенностей профиля метилирования ДНК у российских долгожителей. Были отобраны образцы крови двухсот долгожителей старше 90 лет (сто мужчин и сто женщин). Это позволило создать коллекцию ДНК для дальнейшего анализа.
Выявление особенностей профиля метилирования ДНК в различных возрастных группах, включая долгожителей, позволит установить новые мишени для замедления неблагоприятных возраст-зависимых изменений и способы раннего выявления данных изменений. Большую часть исследования ученым только предстоит сделать.
По данным опроса Всероссийского центра изучения общественного мнения (ВЦИОМ), 43% россиян убеждены, что необходимо прилагать усилия и бороться с возрастом – причем делать это нужно и мужчинам, и женщинам. Только 5% отметили, что это в большей степени важно для женщин.
За борьбу со старением чаще выступают молодые россияне 18-24 лет (50%), аудитория с высшим образованием (50%) и граждане с плохим, по их словам, материальным положением (51% против 38% в группе довольных своими доходами). Среди жителей Москвы и Санкт-Петербурга 49% считают необходимым сохранять молодость, среди сельских жителей – 37%. Чаще других это мнение разделяют жители Северо-Западного округа (52%).
При этом каждый второй россиянин предпринимает какие-либо меры для продления молодости и замедления возрастных изменений – такой ответ дали 48% опрошенных.
Внеклеточный матрикс
В рамках научно-исследовательской работы сотрудники лаборатории также ведут работы по изучению возрастных изменений внеклеточного матрикса (ВКМ). Он состоит в основном из гиалуроновой кислоты и структурных белков (коллагена, фибронектина, эластина и других). Взаимодействие ВКМ с клетками имеет огромное значение для многих процессов в организме.
Недавно ученые предположили, что накопление повреждений в долгоживущих макромолекулах, среди которых большой вклад вносят белки ВКМ, – один из ключевых признаков старения вместе с ранее описанными молекулярно-клеточными признаками.
Количественные и качественные изменения в матриксе обнаруживаются при развитии и прогрессировании большого количества патологий и заболеваний человека, включая возраст-зависимые заболевания. На сегодняшний день многие компоненты ВКМ рассматриваются в качестве маркеров, отражающих состояние матрикса, а также в качестве потенциальных мишеней для диагностики и лечения заболеваний.
Возрастные изменения ВКМ вызывают воспаление, фиброз, старение стволовых клеток, влияют на многие другие процессы и могут быть основным фактором старения тканей.
Также ученые выявили ряд генов-кандидатов для дальнейшей проверки на отобранных образцах крови российских долгожителей. Гены PRG3 и SERPINB2 показали статистически значимое изменение процесса преобразования наследственной информация от гена (последовательности нуклеотидов ДНК) в функциональный продукт — РНК или белок (экспрессии) во всех исследованных тканях.
Известно, что различные органы и ткани в организме стареют неравномерно – с разной скоростью. Вероятно, возрастные изменения ВКМ вносят существенный вклад в механизм их старения.
Старение растений
Совместно с коллегами из Воронежского государственного университета инженерных технологий, Университетом Болоньи и Геттингенского университета Георга-Августа специалисты лаборатории РНИМУ уже опубликовали результаты исследования, посвященного различным аспектам старения растений. Цель – использовать полученные данные на этом направлении для понимания механизма старения у животных и дальнейшей борьбы со старением у людей.
Растения держат все рекорды по долголетию среди живых существ. Несмотря на то, что старение растений может быть вызвано многими факторами ( среди них – укорочение теломер, нестабильность генома и изменение межклеточного взаимодействия), они выработали ряд механизмов для увеличения продолжительности жизни. Среди этих механизмов — дупликация геномов и генов («генетическая резервная копия»), активная работа фермента теломеразы, обилие меристематических клеток (тканей, состоящих из интенсивно делящихся и сохраняющих физиологическую активность на протяжении всей жизни клеток, обеспечивающих непрерывное нарастание массы растения и предоставляющих материал для образования различных специализированных тканей), способность поддерживать меристемы в постоянно активном состоянии и непрерывная активность фитогормонов.
Старение растений обычно происходит на протяжении всей многолетней жизни, но может быть и сезонным старением. Изучение причин сезонного старения также может помочь раскрыть механизмы долголетия растений. Ученые проанализировали полученные данные о различных аспектах старения растений с акцентом на механизмы, которые могут предоставить ключ к долголетию у животных и помочь бороться со старением у человека.
