Кишечник плодовой мушки может хранить секрет источника молодости

Ограничение калорийности — один из немногих надёжных способов продлить жизнь организма, будь то плодовая мушка или мышь. Новое исследование на мушках помогает объяснить, почему скудный рацион связан с долголетием, и проливает свет на влияние старения на поведение стволовых клеток.

Учёные из Института биологических исследований Солка и их коллеги обнаружили, что изменение активности гена PGC-1 (который есть и в ДНК человека) в кишечных стволовых клетках плодовых мушек замедлило старение их кишечника и продлило жизнь на до 50%.

«Между плодовыми мушками и людьми гораздо больше общего, чем думает большинство людей, — говорит ведущий учёный проекта Линн Джонс. — Между тонким кишечником человека и кишечником мушки существует огромное сходство».

Результаты исследования, проведённого совместно с Калифорнийским университетом в Лос-Анджелесе, опубликованы в журнале Cell Metabolism.

Учёным давно известно, что ограничение калорий может продлить здоровую жизнь целого ряда животных. В некоторых исследованиях животные на ограниченной диете жили в среднем более чем в два раза дольше.

Хотя биологические механизмы этого явления изучены слабо, исследования показали, что у животных на ограниченной диете больше митохондрий — структур, генерирующих энергию. У млекопитающих и мушек ген PGC-1 регулирует количество этих «клеточных электростанций», преобразующих сахара и жиры из пищи в энергию.

Эта связь между митохондриями и долголетием побудила исследователей изучить, что происходит при гиперактивации гена PGC-1. С помощью методов генной инженерии они усилили активность гена-аналога PGC-1 у плодовых мушек (Drosophila melanogaster), чья короткая продолжительность жизни удобна для изучения старения.

Усиление активности гена dPGC-1 (версия у мушки) привело к увеличению числа митохондрий и выработки энергии — тот же эффект, что и при ограничении калорий. Когда ген активировали в стволовых и клетках-предшественниках кишечника (которые обновляют кишечные ткани), эти клеточные изменения соответствовали лучшему здоровью и увеличению продолжительности жизни. Мухи жили на 20–50% дольше в зависимости от метода и степени изменения активности гена.

«Их кишечники были прекрасны, — отмечает аспирант Кристофер Л. Келер. — Мухи с изменённой активностью гена были гораздо активнее и здоровее».

Частично это может быть связано с тем, что активация гена PGC-1 у мушек стимулирует стволовые клетки, обновляющие кишечные ткани, поддерживая здоровье кишечника. Результаты показывают, что ген PGC-1 может служить «биологической ручкой» для замедления старения и потенциальной мишенью для терапии против старения и возрастных заболеваний.

«Замедление старения одного важного органа — в данном случае кишечника — может оказать драматическое влияние на общее здоровье и долголетие, — говорит Джонс. — При заболевании, затрагивающем множество тканей, можно сосредоточиться на сохранении здоровья одного органа, и для этого, возможно, удастся использовать PGC-1».