Ученые выявили новую группу белковых молекул, влияющих на продолжительность жизни лабораторных червей и связанных с репродуктивными функциями организма. Это является еще одним свидетельством взаимосвязи продолжительности жизни и репродуктивных функций. Выявленные учеными белки принимают участи в так называемых эпигенетических модификациях – изменении функций отдельных участков ДНК с помощью присоединения к ней или удаления дополнительных химических групп, например метильной – СН3. Эта модификация изменяет степень "скрученности" ДНК в клетке, что сказывается на активности работы генов, находящихся на данном участке.
Такое эпигенетическое вмешательство в ДНК как у червей так и у людей активизируется под влиянием внешних факторов, и позволяет "подстроить" работу организма, не имеющего возможности непосредственно вмешаться в унаследованные от родителей гены.
Черви Caenorhabditis elegans, задействованные в работе, являются очень удобным модельным организмом для изучения различных биологических процессов, в том числе и старения, однако большинство научных групп ради чистоты эксперимента старается работать со стерилизованными животными.
Авторы нового исследования показали, что выявленная ими группа белков способна увеличить продолжительность жизни червей почти на 30% однако только в том случае, если их репродуктивная система работает исправно.
В своей работе группа ученых под руководством Анны Брюнет, профессора из Медицинского центра Стэнфордского университета, последовательно проводила методичное блокирование работы генов в ДНК червей, которые отвечают за эпигенетический статус клеток – вовлечены в процесс модифицирования наследственной молекулы.
В результате этой работы ученые выявили набор генов, блокировка которых позволяет увеличить продолжительность жизни червей почти на 30%.
Наиболее активный в этом плане ген, носящий название Ash-2, отвечает за синтез белка, который вовлечен в процесс присоединения метильной группы к белкам гистонам, отвечающим за упаковку ДНК. Присоединение метильной группы заставляет ДНК в определенном участке "развернуться" и стать более доступной для клеточного аппарата, что повышает активность находящихся здесь генов.
Ученые обратили внимание на то, что ген Ash-2 наиболее активен в первичных или уже созревших половых клетках. Кроме того, у стерилизованных червей, лишенных этих клеток эффект увеличения продолжительности жизни при блокировании этого гена не наблюдался. Более того, исследователи показали, что Ash-2 влияющий на работу нескольких других генов, специфических для первичных половых клеток, для увеличения продолжительности жизни может быть блокирован только в них, тогда как работу этого гена в остальной части взрослого организма червя можно не блокировать.
"Мы не знаем точно, каков механизм этого продления жизни у червей, однако мы показали, что для его работы совершенно необходимо наличие первичных половых клеток в организме", – сказала Брюнет.
"Это заставляет предположить, что репродуктивная система каким-то образом оказывает влияние на продолжительность жизни, так как она единственная является по настоящему "бессмертной" частью организма. В этом смысле остальные части тела – всего лишь смертная обертка", – подытожила ученый.
В дальнейшем авторы намерены более обширно исследовать влияние метилирования гистонов на продолжительность жизни червей и выяснить, как на нем сказываются природные процессы.