От неолита до началото на XIX век средната продължителност на живота на човека не надвишава 30 години. Дори в сравнително скорошната 1940 г. продължителността на живота в СССР е била около 40 години, а в най-благоприятните страни на Скандинавия - 60 години. И едва наскоро, благодарение на бързото развитие на медицината, хората започнаха да живеят толкова дълго, колкото никога досега (дори мислеха за мащабния преход отвъд 100-годишния белег).
Но, уви, да живеете дълго не означава да сте здрави и здрави. И днес по-голямата част от възрастните хора, които са достигнали напреднали години, страдат от хронични възрастови заболявания от десетилетия, понякога мечтаят да напуснат този смъртен свят възможно най-скоро.
Учените все още търсят биологични фактори, които водят до увреждане на клетките във времето. Сега изследователи от Харвардския университет са открили връзка между стареенето и един от основните биологични процеси, известни като сплайсиране на РНК. Това откритие не само хвърля светлина върху ролята на молекулярния механизъм за удължаване на живота, но и намеква за възможността да се настрои за здравословно стареене.
„Това, което убива невроните при болестта на Алцхаймер, със сигурност се различава от причините за сърдечно-съдови заболявания, но остаряването е основният рисков фактор за всички тези заболявания“, казва старши автор на проучването Уилям Мейр. - По този начин един от най-големите въпроси - има ли общ принцип в работата на молекулярните системи, който позволява на такива заболявания да се укрепят в органите?
За да разберете как стареенето може да бъде възпрепятствано от сплайсирането на РНК, първо си струва да припомним как се синтезират протеинови молекули, които са основните градивни елементи на клетките в човешкото тяло, а също така регулират функционирането на органи и тъкани. "Рецептите" за тяхното производство са кодирани в генетичния код и се съхраняват в ядрото на всяка клетка, като в библиотека.
Създаването на нов протеин започва с факта, че на базата на отделен участък от ДНК - ген се изгражда т. Нар. Вестител РНК, аминокиселините, кодирани в кода, се сглобяват в протеин.
Но гените, като молекулите на РНК, изградени на тяхна основа, съдържат некодиращи региони, които трябва да бъдат изрязани по време на сплайсирането, преди да започне синтез на протеин.
Стабилното производство на РНК и протеини е от ключово значение да останете млади и здрави, така че изследователите искаха да знаят какъв ефект имат промените в сплитането, които неизбежно настъпват с възрастта.
Промоционално видео:
Мейр и неговите колеги експериментираха с кръгъл червей Caenorhabditis elegans, който е традиционен и донякъде легендарен моделен организъм в биологията. Това е първото животно, за което геномът е декодиран и е съставена пълна карта на невроните на нервната система. В допълнение, кръгъл червей може да се превърне в първото живо същество, което пътува до Марс в близко бъдеще. Важно е, че C. elegans има приблизително същия брой гени като хората, така че той се използва широко в генетичните изследвания.
„Аскарис е отличен обект за проучвания за стареене, тъй като тези червеи живеят само три седмици и през това време показват ясни признаци на свързано с възрастта увяхване“, обяснява първата автор на изследването Каролайн Хайнц. "Например, те губят мускулна маса, репродуктивната им функция намалява, имунната им система се влошава и дори се появяват бръчки по кожата им."
Тъй като клетките на червея са прозрачни, учените успяха да маркират отделни гени с флуоресцентни протеини и да наблюдават в реално време как процесът на сплайсинг се променя с възрастта на кръглия червей. В рамките на пет дни екипът не само може да изолира индивидите от популацията, в която сплайсирането остава на нормално ниво по-дълго от останалите, но и точно да прогнозира продължителността на живота на всеки червей въз основа на динамиката на тези промени.
„Това е наистина интересен резултат, който предполага, че някой ден може да бъдем в състояние да използваме сплайсинг като биомаркер за откриване на ранни признаци на стареене“, казва Хайнц. Но не само това направи учените щастливи, имаше и друг важен резултат.
Впоследствие изследователите разработиха система от диетични ограничения, които, както е показано от предишна работа, могат да удължат живота на червеите (и не само). В резултат на това процесът на сплитане на кръгли червеи постоянно остава на ниво "младежко" и не се променя с възрастта.
В последната стъпка екипът се съсредоточи върху отделен елемент от процеса на сплайсиране, известен като сплинг фактор 1 (SFA-1). Той е част от сплайсозомата, масивна молекулярна структура, която участва пряко в отстраняването на некодиращи региони на РНК. Оказа се, че увеличаването на нивото на SFA-1 в клетките удължава живота на аскаридите. Това откритие е особено важно, тъй като подобен елемент присъства в механизма за сплитане при хората.
"Тези невероятни резултати показват, че промененото сплайсване на РНК може да бъде един от основните признаци на процеса на стареене", казва Мейр. „Нашата работа отваря изцяло нова област на изследване, която може да ни помогне да разберем как да удължим живота и да бъдем здрави.“
Повече информация за работата на американските учени можете да намерите в статия, публикувана в списанието Nature.