На фото вы видите две мыши одного возраста, но мышь справа подверглась эпигенетическому эксперименту, который ускоряет ее старение. К счастью, согласно новой работе, этот процесс также можно обратить вспять.
Ученые из США исследовали механизм старения и определили возможный способ обратить этот процесс вспять. В ходе испытаний на животных команда показала, что эпигенетические «программные сбои» вызывают симптомы старения, и «перезагрузка» системы может обратить их вспять, потенциально продлевая продолжительность жизни.
Наш геном содержит полную схему ДНК, содержащуюся в каждой клетке нашего тела. Но это еще не вся картина — существует эпигеном — дополнительный слой информации, который контролирует, какие гены включаются и выключаются в разных типах клеток. Это как будто каждая клетка в нашем организме работает по одному и тому же руководству (геному), но эпигеном похож на оглавление, которое направляет разные клетки к разным разделам (генам). В конце концов, клетки легких нуждаются в совсем других инструкциях, чем клетки сердца.
Факторы окружающей среды и образа жизни, такие как диета, физические упражнения и даже опыт детства, могут изменять эпигенетические настройки в течение жизни. Эпигенетические изменения связаны со скоростью биологического старения, но были ли они причиной симптомов старения или сами были симптомом, оставалось неясным.
Для нового исследования ученые из Гарварда провели эксперименты на животных. Используя систему индуцируемых изменений эпигенома (ИИЭ), команда ускорила естественный процесс повреждения и восстановления ДНК для проверки причин ускорения симптомов старения.
В клетках млекопитающих хромосомы испытывают до миллиона разрывов ДНК в минуту, и эпигенетические факторы очень быстро координируют восстановление, прежде чем вернуться в исходное положение. Команда вывела мышей, у которых разрывы ДНК происходят в три раза быстрее, чем обычно.
Со временем они обнаружили, что эпигенетические факторы стали более «отвлеченными» и не возвращались в исходное положение после восстановления разрывов ДНК, что привело к тому, что эпигеном стал беспорядочным. И, как следствие, к шестимесячному возрасту у мышей появились физические признаки старения, и они оказались в гораздо худшем состоянии по сравнению с обычными мышами того же возраста.
Следующим шагом ученых было введение генотерапевтического коктейля из трех генов Oct4, Sox2 и Klf4. Они активны в стволовых клетках, и в предыдущей работе ученые обнаружили, что их можно использовать для восстановления зрения у мышей с возрастной глаукомой.
В этом случае у животных наблюдалось резкое снижение биомаркеров старения. Их эпигеномы были расшифрованы и вернули их тканям и органам более молодое состояние. Как отметили ученые, это было похоже на перезагрузку неисправного компьютера, и приводило в действие эпигенетическую программу, заставлявшую клетки восстановить эпигенетическую информацию, которой они обладали в молодости.
Это открытие потенциально имеет огромное значение. Решая проблему старения как такового, многие заболевания, возникающие в результате этого естественного процесса, можно лечить более эффективно.
Источник: Harvard Medicak School