Как регуляция транскрипции влияет на старение клеток

Учёные Northwestern Medicine обнаружили, как молекулярные "регуляторы" в клетках влияют на старение и клеточное старение (сенесценцию) — состояние, при котором клетки перестают делиться, но остаются метаболически активными. Исследование, опубликованное в Molecular Cell, раскрывает связь между процессом транскрипции ДНК в РНК и возрастными изменениями.

Роль факторов элонгации в сенесценции

Исследователи сосредоточились на белках — факторах элонгации транскрипции, которые помогают РНК-полимеразе II плавно двигаться вдоль ДНК. С помощью генетических инструментов и высокоразрешающего РНК-секвенирования они выявили ключевую роль факторов NELF и SPT6 в клеточном старении. Эти белки по-разному влияют на то, какие варианты РНК (изоформы) производятся.

Удаление NELF и SPT6 на длительный период приводило к временной остановке роста клеток и активации генов, связанных со старением. Однако этот арест роста оказался обратимым, что указывает на возможность модуляции сенесценции через аппарат транскрипции.

Роль ELOA в стареющих клетках

Дальнейшие эксперименты выявили ещё одного участника — Elongin A (ELOA). Генетические скрининги показали, что ELOA влияет на то, как РНК-полимераза завершает транскрипцию на концах генов.

Удаление ELOA нарушало этот процесс и даже давало стареющим человеческим фибробластам преимущество в росте. Это позволяет предположить, что ELOA может действовать как молекулярный "тормоз" для пролиферации клеток в процессе старения.

Особое внимание учёных привлёк примат-специфичный гомолог ELOA — ELOA3. Поскольку ELOA3 содержит кластер повторов с вариабельным числом копий в популяции, возникает интригующая возможность, что естественные вариации в этом локусе могут влиять на предрасположенность к возрастным заболеваниям.

Перспективы для исследований старения

Полученные данные подчёркивают ранее неизвестную связь между регуляцией транскрипции и биологией старения. Понимание этих механизмов открывает новые стратегии для изучения возрастных заболеваний и продвижения здорового старения.

"Теперь, когда мы знаем, что контроль элонгации транскрипции централен в старении, у нас есть этот основной механизм для его регуляции. Поскольку мы нашли эти факторы и пути, у нас будет больше шансов регулировать процесс", — сказал старший автор исследования Али Шилатифард.