Нове дослідження збільшує та зміцнює зв'язки, які змусили вчених запропонувати "теорію транспозону старіння".
"Досі існували асоціації та пропозиції, які для всіх нас мають сенс, але різниця в науці полягає в тому, що вам потрібні дані, щоб підтвердити свою думку".
Транспозони-це недоброзичливі елементи ДНК, які вириваються у старіючих клітинах і переписуються в іншому місці геному, потенційно створюючи хаос, що скорочує тривалість життя в генетичних структурах тканин.
По мірі старіння клітин, попередні дослідження показали, що щільно обмотана гетерохроматинова обгортка, яка зазвичай утримує транспозони, стає більш пухкою, що дозволяє їм вислизнути зі своїх позицій у хромосомах і перейти до нових, порушуючи нормальну функцію клітин. Тим часом вчені довели, що потенційно пов'язані втручання, такі як обмеження калорій або маніпулювання певними генами, можуть демонстративно подовжити тривалість життя лабораторних тварин.
«У цьому звіті великим кроком уперед є можливість справжнього причинно -наслідкового зв’язку, - каже Стівен Хельфанд, професор біології в Університеті Брауна та старший автор нового дослідження в Праці Національної академії наук. "Досі існували асоціації та пропозиції, які для всіх нас мають сенс, але різниця в науці полягає в тому, що вам потрібні дані, щоб підтвердити свою думку".
З’єднання точок
Нові результати, очолювані викладачем факультету Джейсоном Вудом, випливають з кількох ретельних та прямих експериментів щодо з’єднання крапок між послабленням гетерохроматину, збільшенням експресії транспозонів, старінням та тривалістю життя.
В одному з наборів експериментів команда візуально вловила переміщувані елементи, коли вони стрибали у фруктових мушках у віці. Вони вставили спеціальні генетичні фрагменти в жирові клітини тіла, еквівалент людської печінки та жирових клітин у мух, які будуть світитися яскраво -зеленим кольором, коли в геномі рухаються специфічні транспонуючі елементи. Під мікроскопом вчені могли побачити чітку картину того, як світяться «пастки» все більше і більше засвічувалися зі старінням мух.
Зростання активності транспозонів не стабільне, оскільки мухи старіли. "Мухи досягають певного віку, а потім вони злітають більш експоненціально", - каже Вуд. Дані показують, що часові рамки, протягом яких активність транспонувальних елементів дійсно починає зростати, тісно корелюють з часом, коли мухи починають гинути.
Кілька експериментів у статті також показують, що ключове втручання, яке, як відомо, збільшує тривалість життя, є низькокалорійною дієтою, різко затримує початок посиленої активності транспозонів.
Для подальшого вивчення зв’язку між експресією транспозонів та тривалістю життя, команда перевірила ефекти маніпулювання генами, які, як відомо, покращують репресію гетерохроматину, які зустрічаються не тільки у мух, а й у ссавців. Наприклад, збільшення експресії гена Su (var) 3-9, який допомагає формувати гетерохроматин, збільшує максимальну тривалість життя мухи з 60 до 80 днів. Посилення експресії гена Dicer-2, який використовує малий шлях РНК для придушення транспозонів, також значно збільшив тривалість життя.
Нарешті, вони показали, що препарат проти ВІЛ під назвою 3TC, який пригнічує активацію транспозонів та їх переміщення на нові позиції в геномі, може відновити деяку тривалість життя мухам, які мають мутацію, яка вимикає Dicer-2.
Наступні кроки
Не дивлячись на всі нові результати, Гельфанд каже, що ще не зовсім час заявити про те, що транспозони є причиною впливу старіння на здоров'я. "Вони роблять сильну історію", - каже він. «Ми починаємо класти м’ясо на скелет».
Але плануються нові експерименти. Наприклад, команда навмисно заохочуватиме вираження транспонованих елементів, щоб побачити, чи це не підриває здоров’я та тривалість життя. Іншим підходом може бути використання потужної техніки редагування генів CRISPR, щоб конкретно відключити здатність транспозибельних елементів мобілізуватися в геномі. Якби це втручання вплинуло на тривалість життя, це також було б показовим, - каже Гельфанд.
Команда також продовжує розробку медикаментозних втручань у надії збільшити її ефективність та дізнатися більше про її безпеку.
Браун також очолює новий грант з Нью -Йоркським університетом та Рочестерським університетом для подальшого просування досліджень транспозонів при старінні.
Хоча транспозони, здається, є значним фактором старіння, кажуть Гельфанд та Вуд, вони, ймовірно, будуть лише частиною більш широкого набору процесів, які з часом підривають здоров’я. "Існує багато потенційних механізмів, які впливають на процес старіння", - говорить Вуд. "Там відбувається багато речей, але ми вважаємо, що це одна з них".
Національні інститути охорони здоров’я та Американська федерація досліджень старіння фінансували дослідження.
джерело: Університет Брауна
Суміжні книги
at InnerSelf Market і Amazon
