Может показаться странным, что ученые, занятые проблемой долголетия, почему-то годами копаются в генах фруктовых мушек, круглых червей и мышей. Почему бы сразу не перейти к человеку?
Все просто: мыши живут недолго, и на них можно оперативно проверять гипотезы. Но есть одна загвоздка. Мы, по сути, изучаем секреты продления жизни на тех, кто в этом совсем не преуспел.
Поэтому сегодня все больше исследователей переключают внимание на животных с гораздо большей продолжительностью жизни по сравнению с родственными видами.
Исследуя гены и биохимические процессы в организме таких животных, ученые ищут способы замедлить старение у людей.
Почему старение вообще возможно?
Старение связано с накоплением повреждений в клетках, снижением активности генов, отвечающих за восстановление, и ухудшением работы защитных механизмов организма. Важную роль играют три фактора:
1. Окислительный стресс — свободные радикалы повреждают клетки.
2. Сокращение длины теломеров — эти «колпачки» на концах хромосом укорачиваются при каждом делении клетки, что приводит к ее гибели.
3. Накопление ошибок в ДНК — со временем клетки теряют способность исправлять генетические повреждения.
Но у некоторых животных эти процессы происходят значительно медленнее, а у других — почти отсутствуют.
Кто такие голые землекопы и почему они медленно стареют?
Представьте себе морщинистую, лысую, не самую фотогеничную мышь. Это и есть голый землекоп. Он живет под землей, боится света, почти не видит, зато может дожить до 41 года. Для сравнения, обычная мышь редко дотягивает до трех лет. У него почти не бывает рака, инфаркта, артрита и нейродегенеративных заболеваний.
Ученые Вера Горбунова и Андрей Селуянов из Рочестерского университета обнаружили, что в организме голого землекопа содержится высокомолекулярная гиалуроновая кислота (HMW-HA), причем в больших количествах.
Эта молекула помогает клеткам оставаться здоровыми, предотвращая развитие раковых опухолей.
Как ген землекопа продлил жизнь мышам
Ученые Рочестерского университета изменили генетический код мышей, добавив им версию гена hyaluronan synthase 2, который у землекопов отвечает за производство HMW-HA. Эти модифицированные мыши лучше сопротивлялись раку и жили дольше, чем обычные.
Мыши, у которых была версия гена голого землекопа, имели лучшую защиту как от спонтанных опухолей, так и от химически индуцированного рака кожи. И они жили дольше по сравнению с обычными мышами.
«Нам потребовалось 10 лет с момента открытия HMW-HA у голого землекопа до демонстрации того, что HMW-HA улучшает здоровье мышей. Наша следующая цель — перенести это преимущество на людей», — говорит Горбунова.
HMW-HA, похоже, действует как регулировщик иммунной системы, уменьшая воспаление — один из главных виновников старения.
«Мы уже нашли молекулы, которые замедляют разрушение гиалуроновой кислоты, и тестируем их в доклинических испытаниях. Возможно, скоро мы сможем не только замедлить старение, но и сделать его менее болезненным», - рассказал Селуянов.
Тихоходки: стареть не торопятся
Я так и вижу читателя, который нетерпеливо листает эту статью в поисках тихоходок — самых известных «выживальщиков» в природе. Поздравляю, вы их нашли!
Эти микроскопические организмы обитают почти везде, могут приостанавливать свои биологические процессы и выживают в экстремальных условиях — от космоса до температур от -200 до +150°C. Ученые из Университета Вайоминга (США) выяснили, что некоторые из уникальных способностей тихоходок можно применить и к человеческим клеткам.
Исследование, опубликованное в журнале Protein Science, показало: белки тихоходок могут замедлять молекулярные процессы в человеческих клетках.
«Удивительно, но, когда мы вводим эти белки в человеческие клетки, они образуют гель и замедляют метаболизм, точно так же, как у тихоходок», — рассказала биолог Сильвия Санчес-Мартинес из Университета Вайоминга.
Этот процесс обратим: после устранения внешних факторов, например высокой температуры или радиации, гель растворяется, и клетки возвращаются в нормальное состояние.