«Ген долголетия», способный починить ДНК

Люди веками грезили источником молодости с целебными водами, которые делают моложе стариков и продлевают жизнь на долгий срок.

Однако исследователи из Университета Рочестера нашли еще одно доказательство того, что ключ к долголетию заключен в генах.

Они обнаружили, что ген sirtuin 6 (SIRT6) отвечает за более эффективное восстановление ДНК у видов с большей продолжительностью жизни. Исследование указывает на новые объекты для антивозрастных вмешательств и может помочь предотвратить возрастные заболевания.

Неизбежные двух-цепочные разрывы.

По мере того, как люди и другие млекопитающие становятся старше, их ДНК становится все более склонной к разрывам, которые могут привести к перестройке генов и мутациям — признакам рака и старения. По этой причине исследователи давно выдвигали гипотезу, что восстановление ДНК играет определяющую роль в продолжительности жизни организма. Хотя такие вещи, как курение, могут усугубить двух-цепочные разрывы (DSB) в ДНК, сами разрывы в любом случае неизбежны. «Они всегда будут, даже если вы очень здоровы», — говорит Боман, ведущий автор исследования. «Одной из основных причин возникновения DSB является окислительное повреждение, а, поскольку нам необходим кислород для дыхания, разрывы неизбежны».

По словам Боманна, организмы, подобные мышам, имеют меньшую вероятность накопления двухцепочечных разрывов в своей сравнительно короткой жизни по сравнению с организмами с большей продолжительностью жизни. «Если же вы хотите прожить 50 лет или около того, существует необходимость в создании системы для устранения этих разрывов».

Ген долголетия

SIRT6 часто называют «геном долголетия» из-за его важной роли в организации белков и привлечении ферментов, которые восстанавливают поврежденную ДНК; Кроме того, мыши без этого гена стареют преждевременно, тогда как мыши с дополнительными копиями живут дольше. Исследователи выдвинули гипотезу о том, что если для более продолжительного периода жизни требуется более эффективное восстановление ДНК, то у организмов с более продолжительным сроком жизни могут появиться более эффективные регуляторы восстановления ДНК. Усиливается ли активность SIRT6 у долгоживущих видов?

Чтобы проверить эту теорию, исследователи проанализировали восстановление ДНК у 18 видов грызунов с продолжительностью жизни от 3 лет (мыши) до 32 лет (бобры). Они обнаружили, что у грызунов с большей продолжительностью жизни также наблюдается более эффективное восстановление ДНК, поскольку продукты их генов SIRT6 — белки SIRT6 — более эффективны. То есть SIRT6 не одинаков для всех видов. Вместо этого ген эволюционировал вместе с долголетием, становясь более эффективным, так что виды с более сильным SIRT6 живут дольше. «Белок SIRT6, по-видимому, является определяющим фактором продолжительности жизни», — говорит Боман. «Мы показали, что на клеточном уровне восстановление ДНК происходит лучше, а на уровне организма увеличивается продолжительность жизни».

Затем исследователи проанализировали молекулярные различия между более слабым белком SIRT6, обнаруженным у мышей, и более сильным SIRT6, обнаруженным у бобров. Они определили пять аминокислот, ответственных за создание более сильного белка SIRT6: «более активного в восстановлении ДНК и лучшего в ферментных функциях», утверждают исследователи. Когда они встроили SIRT6 бобра и мыши в клетки человека, SIRT6 бобра лучше снижали вызванное стрессом повреждение ДНК по сравнению с введенным исследователями мышиного SIRT6. Также сравнительное увеличение продолжительности жизни наблюдалось в экспериментах с плодовыми мушками, которым вводили те же гены.

Виды с более надежным SIRT6.

Хотя может создаться впечатление, что человеческий SIRT6 уже оптимизирован для функционирования, существуют другие виды, живущие даже дольше людей. Следующие шаги в исследовании включают анализ того, развили ли виды, которые имеют большую продолжительность жизни, такие как гренландский кит (может жить более 200 лет), более устойчивые гены SIRT6.

Конечная цель — предотвратить возрастные заболевания у людей. Если болезни возникают из-за того, что ДНК становится неорганизованной с возрастом, ученые смогут использовать подобные исследования для вмешательств, которые смогут задержать рак и другие дегенеративные заболевания.

Источник:  Xiao Tian et al. SIRT6 Is Responsible for More Efficient DNA Double-Strand Break Repair in Long-Lived Species, Cell(2019). DOI: 10.1016/j.cell.2019.03.043

Оставьте комментарий:

Ваш e-mail не будет опубликован.