Как долголетие передаётся через поколения: открыт новый механизм
Исследователи под руководством Мэн Ван из HHMI Janelia Research Campus показали, что сверхэкспрессия фермента в лизосомах круглого червя C. elegans может увеличить продолжительность его жизни до 60%. Работа опубликована в журнале Science.
Удивительно, но потомство этих червей без самого генетического изменения также жило дольше нормы. Даже через четыре поколения после скрещивания долгоживущих червей с обычными "дикого типа" маркеры долголетия продолжали передаваться.
Механизм наследования
Учёные обнаружили, как изменения в лизосомах червя, способствующие долголетию, передаются из соматических клеток (клеток тела) в половые клетки через гистоны — белки, играющие ключевую роль в организации и регуляции ДНК.
- Изменения в лизосомальном метаболизме активируют внутри клетки серию процессов.
- Это приводит к увеличению количества специфического варианта гистона.
- Этот гистон транспортируется из соматических тканей в зародышевую линию (репродуктивные клетки) с помощью белков, доставляющих питательные вещества к развивающимся яйцеклеткам.
- В зародышевой линии гистон модифицируется, позволяя информации от лизосомы войти в геном и быть переданной от родителя к потомству.
Таким образом, модификации в эпигеноме (наборе химических меток, регулирующих экспрессию генов) позволяют передавать лизосомальные изменения через поколения, не меняя лежащую в основе ДНК.
Значение открытия
- Связь с физиологией: Этот путь активируется во время голодания, что вызывает изменение лизосомального метаболизма, — это связывает физиологическое явление с изменениями в зародышевой линии.
- Новая роль лизосом: Работа дополняет растущее число доказательств того, что лизосомы, которые считались лишь "центрами переработки" клетки, также функционируют как сигнальный хаб и могут влиять на поколения.
- Механизм трансгенерационных эффектов: Исследование раскрывает новый механизм транспорта информации от соматических к половым клеткам через гистоны. Это помогает понять, как преимущества от воздействия различных факторов среды (изменения в диете, воздействие загрязнителей, стресс) могут передаваться от родителей потомству.
"Мы всегда думали, что наше наследство — в ядре, внутри клетки, но теперь мы показываем, что гистон может перемещаться из одного места в другое, и если этот гистон несёт какую-либо модификацию, это означает передачу эпигенетической информации от одной клетки к другой. Это действительно предоставляет механизм для понимания трансгенерационного эффекта", — говорит Мэн Ван.