Ученые замедлили старение, сконструировав долголетие в клетках

Исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Диего использовали методы синтетической биологии, чтобы перепрограммировать процесс старения клеток и значительно продлить их жизнь.

Ключевой механизм: два пути старения

Ранее та же группа ученых обнаружила, что клетки с одинаковым генетическим материалом в одной среде стареют по двум различным путям:

• Около половины клеток стареют из-за постепенного снижения стабильности ДНК.
• Другая половина — из-за упадка функций митохондрий, энергетических станций клетки.

Инженерное решение: генный осциллятор

Исследователи генетически перестроили центральную генно-регуляторную схему, управляющую старением. Вместо того чтобы работать как переключатель, фиксирующий клетку на одном пути деградации, схема была превращена в отрицательную обратную связь.

• Новая схема функционирует как генный осциллятор (часовой механизм).
• Он заставляет клетку периодически переключаться между двумя "состаренными" состояниями (связанными с ДНК и митохондриями), не позволяя ей надолго закрепиться на одном разрушительном пути.

Результаты и значение

• Рекордное продление жизни: Синтетически перепрограммированные клетки дрожжей Saccharomyces cerevisiae показали увеличение продолжительности жизни на 82% по сравнению с контрольными клетками. Это самое значительное продление жизни у дрожжей, достигнутое с помощью генетических вмешательств.
• Новый подход: В отличие от попыток искусственно вернуть клетки в состояние "молодости", этот метод замедляет ход часов старения, предотвращая фиксацию на предопределенном пути упадка.
• Доказательство концепции: Работа демонстрирует возможность применения синтетической биологии и компьютерного моделирования для рационального перепрограммирования сложных биологических процессов, таких как старение.

Исследователи полагают, что генетические осцилляторы могут стать универсальной системой для замедления старения. В настоящее время команда расширяет исследования на различные типы человеческих клеток, включая стволовые клетки и нейроны.