Случайные открытия – явление в науке довольное редкое, но не исключительное. Так, наблюдение, сделанное благодаря случаю, помогло учёным создать "суперживотных" с необычными свойствами, а заодно позволило по-новому взглянуть на механизмы старения и долголетия.
Всё началось в 2009 году, когда исследователи из Испанского национального онкологического исследовательского центра работали с так называемыми индуцированными стволовыми клетками. Так специалисты называют стволовые клетки, полученные из каких-либо других клеток взрослого организма и способные впоследствии выбрать самую разную специализацию в организме (плюрипотентные стволовые клетки).
Проводя эксперимент, онкологи заметили, что после некоторого количества делений эти клетки приобретают теломеры вдвое длиннее нормы.
Напомним, что теломеры – это концевые участки хромосом, главных хранителей наследственной информации. Они защищают целостность генетических данных ДНК.
При каждом делении клетки теломеры немного укорачиваются, поэтому одним из основных признаков старения организма является уменьшающаяся длина хромосом.
Заинтригованные своей случайной находкой, исследователи под руководством Марии Бласко (Maria Blasco) продолжили изучать необычные клетки. В процессе работы они выяснили, что и клетки эмбриона (которые по своей природе тоже плюрипотентны) также могут приобретать более длинные концевые участки хромосом.
Дальнейший анализ показал, что на стадии плюрипотентности (то есть, когда клетки ещё "не определились" со своей специализацией) на теломерах присутствуют определённые биохимические метки. Оказалось, что именно они способствуют более активному удлинению теломер с помощью теломеразы.
Теломераза — это специальный фермент. Он увеличивает длину хромосом, "наращивая" их концевые элементы и, по сути, обращая старение вспять.
Однако перед учёными встал вопрос: разовьются ли из эмбриональных клеток со сверхдлинными теломерами живые организмы (в данном случае мыши)?
Несколько лет назад группа продемонстрировала, что такое возможно. Правда, первые животные были химерными. Другими словами, только часть их клеток (от 30% до 70%) обладала удлинёнными теломерами.
Мыши-химеры отличались хорошим здоровьем, но это могло быть связано и с отличной работой клеток с теломерами обычной длины, а не с "усовершенствованными" клетками, отмечают авторы.
Поэтому все эти годы эксперты продолжали исследовать вопрос и пытаться вывести "чистокровные" экземпляры. В итоге им удалось получить мышей со сверхдлинными теломерами в 100% клеток.
Теперь специалисты могут с уверенностью утверждать, что особенности физиологии полученных животных связаны именно с необычностью их хромосом. А особенностей оказалось немало.
По словам исследователей, "улучшенные" мыши гораздо реже заболевали раком и ожирением, а продолжительность их жизни увеличилась на 13 процентов.
Кроме того, необычные подопытные демонстрировали более хороший обмен веществ. Так, уровень липопротеинов низкой плотности ("плохого" холестерина) в их крови был ниже, чем у их обычных собратьев, а глюкоза усваивалась быстрее.
Исследуя ДНК супергрызунов учёные выяснили, что с возрастом в их генетическом материале накапливается меньше повреждений, а митохондрии (еще одна ахиллесова пята старения) функционируют лучше.
Команда Бласко называет полученные результаты беспрецедентными. По словам экспертов, более длинные теломеры явно оказывают благоприятное воздействие на организм. Побочных же эффектов изменения длины хромосом учёные не выявили.
Кстати, улучшение обмена веществ у животных впервые проиллюстрировало чёткую связь между длиной теломер и активностью метаболизма. Это очень важное открытие, поскольку обмен инсулина и глюкозы также напрямую связан со старением, отмечают испанские исследователи.
Но наиболее значимым, по мнению онкологов, результатом научной работы стала возможность увеличить продолжительность жизни без "вторжения" в генетический материал организма.
"Наше открытие позволяет предположить, что не только гены определяют долголетие видов. Мы показали, что можно увеличить продолжительность жизни мыши путём эпигенетического изменения длины теломер (с помощью биохимических меток на хромосомах – прим. ред.), не прибегая к генетическим модификациям", – объяснят старший автор исследования Мария Бласко в пресс-релизе исследовательского центра.
Подробнее ознакомиться с работой испанских молекулярных онкологов можно в издании Nature Communications.
Добавим, что ранее учёные определили "оптимальную" длину теломер, а также показали, что остановить старение невозможно. Авторы "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) писали также о генах, защищающих организм от старения.
Чтобы всегда оставаться в курсе самых важных научных открытий, подписывайтесь на наши группы в социальных сетях: ВК, Facebook, Twitter, "Одноклассники". Есть мы и в Яндекс.Дзене.
