Как продлить жизнь до ста лет и больше - ученые нашли способ
22:55 28.11.2024 (обновлено: 22:58 28.11.2024)
© Unsplash / Nani Chavez
Подписаться
Одно из практических применений полученных сведений специалисты видят в митохондриальной медицине.
ЕРЕВАН, 28 ноя - Sputnik. Участок генома человека, отвечающий за продолжительность жизни и способствующий "здоровому старению", выявили специалисты Балтийского федерального университета (БФУ) в составе международного научного коллектива, сообщает РИА Новости.
По полученным данным, фрагмент митохондриальной ДНК напрямую влияет на возникновение и прогрессирование "старческих" заболеваний мышечной и нервной тканей.
В организме млекопитающих присутствуют разные виды молекул ДНК, отличающиеся по структуре и функциям. Например, в каждой человеческой клетке находится небольшой ее фрагмент, расположенный не в ядре вместе с основным генетическим материалом, а в митохондриях, снабжающих клетку энергией, пояснили специалисты БФУ. Такая структура называется митохондриальной ДНК (мтДНК).
Структура этой макромолекулы больше похожа на генетический материал бактерий и образует замкнутую кольцевую структуру. Основной гипотезой появления этой ДНК в организме человека считается древний симбиоз (взаимовыгодное объединение) прокариота (одноклеточного организма без выраженного ядра, например, бактерии) и эукариотической клетки животного.
Последовательность "кирпичиков" этого генетического материала определяется не обоими родителями, как в случае ядерного генома, а передается в неизменном виде от матери. Из-за этого химическое "разнообразие" в составе этой небольшой (несколько десятков генов) молекулы куда меньше, чем в ядерной ДНК. Классификация групп по составу митохондриальной ДНК может быть представлена как дерево, где ветвями будут современные группы людей, а корнем является "митохондриальная Ева", объяснили специалисты.
"В этой кольцевой молекуле есть "скользкие места", на которых машина, производящая копирование ДНК, "спотыкается" и "перескакивает" на другой похожий фрагмент, из-за чего часть информации теряется, и молекула становится короткой и "сломанной", — пояснил один из авторов работы, старший научный сотрудник Центра геномных исследований БФУ Константин Попадьин.
"Неправильные" молекулы митохондриальной ДНК возникают во всех человеческих организмах вне зависимости от пола, образа жизни и возраста, продолжил специалист. Причем накопление "ошибок" происходит в тканях, которые не подвергаются постоянному клеточному обновлению: например, в мышцах и нейронах.
Когда внутри клетки накапливается "критическая масса" молекул мтДНК без фрагмента генетического материала, хозяйская клетка погибает и развиваются заболевания опорно-двигательного аппарата и нервной системы, которые существенно ухудшают качество жизни человека. Однако издревле было известно, что некоторые люди доживают до 100–120 лет, сохраняя при этом ментальное и физическое здоровье.
Коллектив ученых БФУ, МГУ, ряда институтов Российской Академии наук и медицинских вузов с коллегами из Австрии, Германии, Швейцарии, Японии и США выявили, что митохондриальные ДНК долгожителей отличаются от мтДНК обычных людей. Такие мтДНК содержат изменения в химическом составе самого "скользкого" места длиной в 13 нуклеотидов: оно перестает быть "скользким" и "копировальная машина" мтДНК с большей вероятностью правильно производит дочернюю молекулу.
Было показано, что изменение даже одной "буквы" из 13 в повторе на другую в десять раз снижает вероятность проскальзывания и образования делеции — генетической перестройки, при которой происходит потеря участка хромосомы. Одной из причин долголетия некоторых ветвей развития митохондриального древа может быть именно этот факт — отсутствие длинных повторов, считают специалисты.
"Мы провели исследование генетического материала в митохондриях ветви D4A, представители которой живут в Японии и Китае. Их вариант "скользкого" места оказался не таким, как у других групп: один из двух повторов в мтДНК содержит замену нуклеотида, что делает два повтора не идеально похожими друг на друга, и этого оказывается достаточно для отсутствия проскальзывания", — рассказал учёный.
Одно из практических применений полученных сведений специалисты видят в митохондриальной медицине, которая появилась около 20 лет назад. Более здоровые мтДНК переносятся в ткани или даже в яйцеклетку с менее здоровыми мтДНК. Митохондриальные варианты долгожителей могут рассматриваться как универсальные доноры, которые не только не содержат больных вариантов, но и могут обеспечить более долгую жизнь с меньшим риском "поломок" в нервной и мышечной системах организма.
