Найден способ точно предсказывать продолжительность жизни

Нематода C. elegans, у которой флуоресцентным красителем подкрашены ядра всех клеток

(фото Wikipedia Commons).

На протяжении нескольких десятилетий учёные предполагали, что "клеточные электростанции" митохондрии являются своеобразными биологическими часами организма, которые ведут обратный отсчёт от рождения до смерти. В процессе окисления органических соединений они производят молекулы АТФ, питающие все биохимические процессы в клетках.

В ходе этого процесса большая часть кислорода восстанавливается до воды, а около 5% превращается в так называемые активные формы кислорода − свободные радикалы. Последние представляют опасность для митохондриальной ДНК, поэтому организм борется с ними с помощью специальных ферментов.

Но в моменты особо интенсивного производства количество свободных радикалов увеличивается, и система защиты не справляется. Согласно одной из версий именно частотой таких "всплесков" и обусловлено старение всего организма. Чем чаще они происходят, тем быстрее изнашиваются митохондрии, снижается энергообеспечение и нарушается нормальное функционирование клеток. Однако до сих пор эта теория не была доказана.

В 2008 году было установлено, что митохондрии производят молекулы активного кислорода во время коротких всплесков, которые повторяются приблизительно один раз в две минуты. В новом исследовании Мэн-Цю Дун (Meng-Qiu Dong) из Национального института биологических наук в Пекине и её коллеги отслеживали активность митохондрий на протяжении всей жизни нематод. Биологи часто используют этих круглых червей в качестве модельных организмов из-за их короткого жизненного цикла, который в среднем составляет 21 день. При этом среди червей встречаются долгожители, способные прожить до 30, а при внесении определённых генетических мутаций и до 39 суток.

Нематода C. elegans, у которой флуоресцентным красителем подкрашены ядра всех клеток

Исследователи вводили нематодам особые белки, которые начинают светиться при контакте с молекулами свободных радикалов, и засекали время между всплесками, проявляющимися в виде вспышек. Они заметили, что у всех исследованных животных на протяжении жизни существует два периода, когда активные формы кислорода производились гораздо чаще, чем обычно. Как правило, в первый раз это происходило на третий день, сразу после взросления и окончательного формирования организма. Затем то же самое повторялось в старости.

Сначала учёные предположили, что на продолжительность жизни может влиять время наступления первого периода активности: у кого он начался позже, тот проживёт дольше. Но эта версия быстро потерпела крах. Вместо этого биологи обнаружили, что у долгожителей вспышки флуоресцентных белков в ранний активный период происходили гораздо реже. Исследование 29 генетически модифицированных нематод с разной продолжительностью жизни показало прямую зависимость этих двух параметров.

Правило работало даже для генетически идентичных червей. Если их помещали в разные условия, и один жил дольше другого, то и частота вспышек у них отличалась.

Более того, когда Дун вводила нематодам-долгожителям препараты, усиливающие производство свободных радикалов, вспышки у них происходили чаще, и смерть наступала раньше.

Авторы статьи, опубликованной в издании Nature, надеются, что их результаты подтвердят исследования на других животных. В этом случае клинические испытания помогут лучше понять процесс работы митохондрий человека и прояснить их влияние на старение организма.

Также по теме:
Исследовано старение животного мира
Зоологи обнаружили ген бессмертия
Аромат особей противоположного пола сокращает жизнь червей
Секрет летучей мыши-долгожителя кроется в её генах
Сексуально удовлетворённые дрозофилы живут дольше
Витамин B3 продлил жизнь круглых червей