Идентифицированы белки, модулирующие продолжительность жизни червей
Исследователи из Медицинской школы Стэнфордского университета обнаружили новую группу белков, участвующих в определении продолжительности жизни лабораторных круглых червей (нематод). Блокировка экспрессии одного из членов этой группы может продлить жизнь червя до 30%. Поскольку белки работают в репродуктивной системе червей, это исследование представляет собой ещё одну интригующую связь между долголетием и фертильностью.
Было показано, что эти белки вовлечены в эпигенетику — явление, при котором химические модификации ДНК и окружающих её белков влияют на её упаковку и экспрессию в клетке.
«Мы показали, что эпигенетическое изменение может влиять на продолжительность жизни организма, но только в контексте интактной репродуктивной системы», — сказала Энн Брюне, старший автор исследования, опубликованного 16 июня в Nature.
Используя метод RNA interference на фертильных червях, аспирант Эрик Грир заблокировал экспрессию генов, влияющих на эпигенетический статус клетки. Было идентифицировано несколько генов, ингибирование которых продлевало жизнь червей до 30%.
Наиболее выраженный эффект оказал ген Ash-2. Он кодирует белок, функционирующий как метилтрансфераза — он добавляет химическую метку (метильную группу) к гистону, компоненту упаковки ДНК. Присутствие или отсутствие этой метки влияет на то, остаётся ли ДНК плотно свёрнутой или раскручивается для экспрессии генов.
- Ингибирование активности Ash-2 снижает количество метильных меток на гистоне, что сохраняет ДНК недоступной и продлевает жизнь животного на 30%.
- Блокировка экспрессии белка Rbr-2 (деметилазы, удаляющей метку), наоборот, сокращала продолжительность жизни на 15–25%.
- Блокировка обоих белков приводила к небольшому сокращению жизни.
Ash-2 высоко экспрессируется в зародышевой линии (репродуктивных клетках) и в новообразованных яйцеклетках, где также высок уровень метильной метки. Когда экспрессию Ash-2 блокировали у червей, лишённых нормальных репродуктивных клеток, это больше не продлевало жизнь. Это указывает, что для регуляции долголетия белком Ash-2 необходима интактная зародышевая линия.
Активность Ash-2 влияет на экспрессию нескольких генов, специфичных для клеток зародышевой линии, включая группу, ранее связанную с продолжительностью жизни взрослой особи. Для эффекта также необходимо наличие зрелых яйцеклеток.
«Мы до сих пор не знаем точно, как это работает на механистическом уровне, но мы показали, что присутствие зародышевой линии абсолютно необходимо для этого продления жизни», — сказала Брюне.
В будущем исследователи планируют отслеживать статус метилирования гистона на протяжении жизни животного, а также изучить влияние таких факторов, как ограничение калорий.
«Старение — очень пластичный процесс. Эта метка не влияет на репродукцию напрямую, но каким-то образом взаимодействует с остальным телом, влияя на весь организм», — отметила Брюне.