В организме человека обнаружили "таймер смертности"

Исследователи из высшей школы медицинских наук Вейла Корнелла (Нью-Йорк, США) нашли в организме человека "таймер смертности". Они утверждают, что секрет клеточной молодости может заключаться в сохранении маленького ядрышка – плотной структуры в клеточном ядре.

Видео дня

Эти находки были обнаружены в дрожжах, модельном организме, известном своей ролью в изготовлении хлеба и пива, но удивительно похожем на человеческий на клеточном уровне. Новое исследование, опубликованное в Nature Aging, может привести к новым методам лечения долголетия, которые могли бы продлить продолжительность жизни человека, пишет ScitechDaily. Оно также устанавливает таймер смертности, показывающий, сколько времени осталось клетке до ее смерти.

Старение клеток

С возрастом у людей повышается вероятность развития заболеваний, таких как рак, сердечно-сосудистые и нейродегенеративные заболевания.

"Старение является самым высоким фактором риска этих заболеваний. Оно также устанавливает таймер смертности, показывающий, сколько времени осталось клетке до ее гибели. Вместо того чтобы лечить каждую болезнь в отдельности, лучшим подходом было бы разработать терапевтическое средство или добавку, которая задержала бы начало болезней, предотвращая основные молекулярные дефекты, которые их вызывают", – говорит доктор Джессика Тайлер, профессор патологии и лабораторной медицины в Weill Cornell Medicine.

Ядро может содержать ключ

Ядро содержит хромосомы клетки и ядрышко, в котором содержится рибосомная ДНК (рДНК). Ядро изолирует рДНК, кодирующую РНК-части рибосом, механизмов построения белков. рДНК является одной из самых хрупких частей генома, поскольку ее повторяющаяся природа усложняет ее поддержку и исправление при повреждении. Если повреждение рДНК не будет точно исправлено, это может привести к хромосомным перестройкам и смерти клетки.

В организмах, от дрожжей до червей и человека, ядра увеличиваются во время старения. С другой стороны, антивозрастные стратегии, такие как ограничение калорий или уменьшение количества пищи, приводят к уменьшению ядра.

"Ограничение калорий делает так много разных вещей, и никто не знает, как именно она продлевает продолжительность жизни", – говорит ученая.

По мнению ученых, проводивших исследование, сохранение ядер малых размеров может замедлить старение. Чтобы проверить эту идею, они разработали искусственный способ закрепления рДНК на мембране, окружающей ядро ​​дрожжевых клеток, чтобы они могли контролировать, когда она закреплена, а когда нет.

Исследователи обнаружили, что связывание ядрышка было достаточно, чтобы сохранить его компактным, а маленькие ядрышки замедляли старение примерно в такой же степени, как ограничение калорий.

Интересно, что ядрышки не расширялись с одинаковой скоростью на протяжении всей жизни, поскольку клетки старели. Они оставались маленькими в течение большей части жизни дрожжей, но при достижении порогового размера ядра внезапно начали быстро расти и увеличиваться до гораздо большего размера. По достижении этого порога клетки выживали в среднем еще около пяти клеточных делений.

"Когда мы увидели, что это не линейное увеличение размера, мы поняли, что происходит что-то действительно важное. Оказывается, что превышение порога служит таймером смертности, отсчитывая последние моменты жизни клетки", – пояснил доктор Игнасио Гутьеррес, ведущий автор исследования.

При старении ДНК накапливает повреждения, некоторые из которых могут быть разрушительными для клетки. В ходе тестов команда обнаружила, что крупные ядрышки имеют менее стабильную рДНК, чем меньшие. Кроме того, когда структура велика, белки и другие факторы, обычно не попадающие в ядро, больше не задерживаются в нем. Это как ядрышко становится негерметичным, пропуская молекулы, которые могут нанести вред хрупкой рДНК.

"Вся суть конденсатов состоит в том, чтобы разделить биологические реакции, чтобы помочь им работать эффективно, но теперь, когда у вас есть другие белки, поступающие в ядрышко, это приводит к нестабильности генома, вызывающего конец продолжительности жизни", – сказал доктор Тайлер. Эти белки могут вызвать катастрофические проблемы, такие как хромосомные перестройки.

Далее исследователи планируют изучить влияние ядрышка на старение стволовых клеток человека. Стволовые клетки особенные тем, что у них есть потенциал заменять другие типы клеток, когда те отмирают. Но со временем стволовые клетки перестают делиться, так что исследователи надеются использовать знания, полученные во время этого проекта, чтобы продолжить их существование.

"Я был в восторге от того, что мы смогли увязать структуру ядра с процессом восстановления таким образом, что она может быть сохранена от дрожжей до человека", – прокомментировал ученый.

Ранее OBOZ.UA рассказывал мнение ученых о постоянных поисках возможностей уменьшить свой биологический возраст.

Только проверенная информация у нас в Telegram-канале OBOZ.UA и Viber. Не ведитесь на фейки!