Старение может быть связано не столько с конкретными «генами старения», сколько с длиной гена. Многие изменения, связанные со старением, могут происходить из-за снижения экспрессии длинных генов, говорят исследователи в статье, опубликованной 21 марта в журнале Trends in Genetics. Снижение экспрессии длинных генов с возрастом наблюдалось у широкого круга животных, от червей до человека, в различных типах клеток и тканей человека, а также у людей с нейродегенеративными заболеваниями. Эксперименты на мышах показывают, что это явление можно смягчить с помощью известных антивозрастных факторов, включая ограничение питания.
«Если вы спросите меня, это основная причина системного старения всего организма», — говорит соавтор и молекулярный биолог Ян Хоймейкерс из Медицинского центра Университета Эразма в Роттердаме; Кельнского университета; и Института Oncode / Princess Maxima Institute, Утрехт.
Авторы охватывают четыре исследовательские группы из Испании, Нидерландов, Германии и Соединенных Штатов, причем каждая группа пришла к одним и тем же выводам, используя разные методы.
Старение связано с изменениями на молекулярном, клеточном и органном уровнях — от измененной выработки белка до неоптимального клеточного метаболизма и нарушения структуры тканей. Считается, что эти изменения происходят из-за повреждения ДНК в результате кумулятивного воздействия вредных агентов, таких как ультрафиолетовое излучение или активные формы кислорода, вырабатываемые нашим собственным метаболизмом.
Хотя многие исследования в области старения были сосредоточены на конкретных генах, которые могут ускорять или замедлять старение, исследования того, какие именно гены более восприимчивы к старению, не выявили четкой закономерности с точки зрения функции генов. Вместо этого, восприимчивость, по-видимому, связана с длиной генов.
«Долгое время область старения была сосредоточена на генах, связанных со старением, но наше объяснение заключается в том, что оно гораздо более случайное — это физическое явление, связанное с длиной генов, а не с конкретными задействованными генами или функцией этих генов», — говорит соавтор Андер Изета из Научно-исследовательского института здоровья Биогипускоа и Университетской больницы Доностиа, Испания.
По сути, это случайность; у длинных генов просто больше потенциальных участков, которые могут быть повреждены. Исследователи сравнивают это с автомобильной поездкой: чем дольше поездка, тем больше вероятность, что что-то пойдет не так. И поскольку некоторые типы клеток, как правило, экспрессируют длинные гены больше, чем другие, эти клетки с большей вероятностью накапливают повреждения ДНК с возрастом. Клетки, которые не делятся (или очень редко), также кажутся более восприимчивыми по сравнению с быстро реплицирующимися клетками, потому что долгоживущие клетки имеют больше времени для накопления повреждений ДНК и должны полагаться на механизмы репарации ДНК, чтобы исправить их, тогда как быстро делящиеся клетки, как правило, недолговечны.
Поскольку известно, что нервные клетки экспрессируют особенно длинные гены, а также медленно или не делятся, они особенно восприимчивы к этому явлению, и исследователи подчеркивают связь между старением и нейродегенерацией. Многие гены, участвующие в предотвращении агрегации белков при болезни Альцгеймера, исключительно длинные, и раковые больные у детей, которые излечиваются повреждающей ДНК химиотерапией, позже страдают от преждевременного старения и нейродегенерации.
Авторы предполагают, что повреждение длинных генов может объяснить большинство особенностей старения, потому что оно связано с известными ускорителями старения и потому что его можно смягчить с помощью известных антивозрастных методов лечения, таких как диетическое ограничение (которое, как было показано, ограничивает повреждение ДНК).
Многие различные факторы, которые, как известно, влияют на старение, по-видимому, приводят к этой регуляции, зависящей от длины, например, различные виды облучения, курение, алкоголь, диета и окислительный стресс. »
Томас Стойгер, соавтор исследования из Северо-Западного университета
Однако, хотя связь между снижением экспрессии длинных генов и старением является сильной, причинно-следственные связи еще предстоит продемонстрировать.
«Конечно, вы никогда не знаете, что появилось раньше, яйцо или курица, но мы можем видеть сильную связь между этим явлением и многими хорошо известными признаками старения», — говорит Изета.
В будущих исследованиях исследователи планируют продолжить изучение механизма этого явления и эволюционных последствий, а также изучить его связь с нейродегенерацией.
