Подавление «прыгающих» генов замедляет старение

Мобильные элементы, также известные как транспозоны или «прыгающие гены», представляют собой последовательности ДНК, которые перемещаются или перепрыгивают из одного места генома в другое. Эти перемещения иногда могут вызывать мутации в новом месте и геномную нестабильность, которая способствует процессу старения и возрастным заболеваниям.

Исследователи из Университета Этвёша Лоранда в Венгрии в 2015 и 2017 годах опубликовали исследования, в которых описывается конкретный процесс под названием «путь Piwi-piRNA», помогающий контролировать транспозоны. В своем последнем исследовании они предоставили экспериментальное доказательство его эффективности.

Путь Piwi-piRNA представляет собой специфический механизм подавления РНК, который защищает геномы от неблагоприятной мутагенной активности транспозонов. Этот путь действует в нестареющих клетках, но не работает в стареющих соматических клетках, которые из-за накапливающихся клеточных повреждений подвергаются функциональному упадку и в конечном итоге умирают. Соматические клетки — это любые клетки живого организма, кроме репродуктивных.

Ученые провели эксперименты на червях Caenorhabditis elegans, который часто используется в качестве модели для изучения старения, возрастных заболеваний и механизмов долголетия. Исследователи подавляли активные семейства транспозонов и обнаружили, что подавление двух конкретных семейств, Tc1 и Tc3, наиболее мобильных у круглых червей, замедляет процесс старения при разных температурах. При температуре 20 °C продолжительность жизни продлевалась на 10%.

Снижение регуляции других семейств транспозонов — Tc2 , Tc4 и Tc5 — не оказало заметного влияния на продолжительность жизни.

Исследователи также обнаружили, что у нематод C. elegans происходят изменения в ДНК с возрастом, особенно в транспозонах. Эти эпигенетические изменения не меняют саму последовательность ДНК, но влияют на то, как организм «читает» эту последовательность. Один из важных процессов эпигенетических изменений — метилирование ДНК, которое играет ключевую роль в различных генетических процессах. Ученые заметили, что с возрастом количество перемещений транспозонов увеличивается, и это связано с нарастающим метилированием определенной части ДНК. Эти эпигенетические изменения могут быть использованы для точного определения биологического возраста.

Лучшее понимание путей, контролирующих старение, может привести к разработке способов продления жизни и улучшения здоровья в последующие годы, говорят исследователи.