В новой статье ученые пишут о своих выводах и о том, как они продвигают существующие знания о старении.
«Длинные гены, которые становятся менее активными с возрастом, могут быть центральной причиной старения в нашем организме», — сказал соавтор исследования Томас Стогер, доцент медицины в области пульмонологии и интенсивной терапии в Медицинской школе Фейнберга Северо-Западного университета и член Института долголетия Поточнака. «Наше открытие продвигает эту область, определяя одно явление, которое связывает большинство существующих знаний о старении и делает это основное явление измеримым».
Статья, в которой освещаются общие выводы четырех международных исследовательских групп, была опубликована в журнале Trends in Genetics 21 марта. Эти группы первыми пришли к выводу, что большинство аспектов биологического старения связаны с длиной генов.
Состояния, которые, как известно, ускоряют старение, снижают активность длинных генов. К ним относятся курение, алкоголь, окислительный стресс и УФ-облучение. Состояния, которые, как известно, замедляют старение, увеличивают активность длинных генов, таких как ограничение калорий. Кроме того, очень короткие или очень длинные гены кодируют клеточные процессы, которые, как известно, изменяются при старении, такие как образование клеточной энергии, синтез белка и передача нервных сигналов.
Регуляция генов является одним из самых центральных процессов жизни, и наши четыре исследования объясняют, почему активность длинных генов, в частности, изменяется с возрастом. В дополнение к старению, мы показываем, что то же самое происходит у пациентов с болезнью Альцгеймера, возраст-ассоциированным заболеванием. Наши результаты помогают нам переосмыслить причины нейродегенеративных заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера. Поскольку гены с нейронной функцией необычайно длинные, мы предполагаем, что пониженная активность клеток с длинными генами не позволяет производить достаточное количество биоматериалов для надлежащего поддержания нейронной функции».
Томас Штогер, доцент кафедры пульмонологии и интенсивной терапии, Медицинская школа Фейнберга Северо-Западного университета
Триггер старения – это физическое явление, связанное с длиной генов, а не с конкретными генами или функцией этих генов, сообщают ученые. Первоначальные результаты были основаны на сочетании молекулярных данных людей, мышей, крыс, киллифишей, C. elegans, D. melanogaster и экспериментов на мышах. Ранее научные исследования были направлены на выявление конкретных генов, ответственных за старение. Эта новая точка зрения отличается от преобладающих биологических подходов, изучающих влияние отдельных генов.
Длинные гены просто имеют больше потенциальных участков, которые могут быть повреждены. Ученые сравнивают его с путешествием на автомобиле; Чем дольше поездка, тем больше вероятность, что что-то пойдет не так. И поскольку физиологическая роль некоторых типов клеток зависит от генов, которые длиннее, чем у других типов клеток, некоторые типы клеток с большей вероятностью будут подвержены повреждениям ДНК, которые накапливаются по мере их старения. Во время старения гены повреждаются, так как нити ДНК, содержащие гены, разрываются. Это не позволяет клеткам считывать информацию и активировать информацию, содержащуюся в гене. Чем длиннее ген, тем больше вероятность того, что существует по крайней мере один участок повреждения ДНК, который останавливает активацию гена.
Поскольку нервные клетки, как известно, полагаются на особенно длинные гены и медленно или не делятся, они особенно восприимчивы к этому явлению. Многие гены, участвующие в потере мозга во время старения и связанные с болезнью Альцгеймера, исключительно длинные. Дети с онкологическими заболеваниями, которые излечиваются с помощью химиотерапии, повреждающей ДНК, позже страдают от преждевременного старения, включая нейродегенерацию.