Преждевременное старение начинается из-за «беспорядка» в днк

Чем больше хромосомной ДНК находится в распакованном, активном виде, тем раньше и стремительнее клетка начинает стареть.

Все люди стареют по-различному, кто-то стремительнее, кто-то медленнее, но, в случае если брать в целом, показатели старости появляются у всех приблизительно в одном возрасте. За одним исключением: в том случае, если человек болен прогерией, стареть он начинает только рано. У данной болезни имеется два варианта, детский и взрослый, детский именуется синдромом Хатчинсона-Гилфорда, взрослый – синдромом Вернера.

Дети с прогерией страдают от болезней, характерных для преклонного возраста: морщинистость и истончение кожи, облысение, сердечно-сосудистые заболевания, нарушения жирового обмена, атеросклероз, неприятности с суставами и т. п. У них быстро замедляется рост и начинается основной внешний вид: громадная голова, мелкое заострённое лицо, недоразвитая нижняя челюсть. В среднем больные детской формой прогерии живут не продолжительнее 12–13 лет.

ребёнок и Нормальный ребёнок того же возраста с прогерией. (Фото Ian Tomey / Flickr.com.) Обычные стволовые клетки (слева) и клетки с синдромом преждевременного старения (справа), одним из характерных показателей которых есть повышение размера. (Фото Salk Institute for Biological Studies.) Фото © Кекяляйнен Андрей / Фотобанк Лори.‹ ›

Люди со взрослым вариантом прогерии живут продолжительнее, но и у них возрастные трансформации случаются намного раньше простого – в 20 лет начинают седеть и выпадать волосы, к 30 годам развиваются катаракта, остеопороз, и другие заболевания, к примеру, диабет, и в большинстве случаев человек с синдромом Вернера не доживает до 60 лет. Как мы знаем, что, по крайней мере, при серьёзной формы в клетках происходят во многом те же молекулярные трансформации, что и при простом старении, так что, в случае если мы отыщем метод тормозить прогерию, это, быть может, даст нам инструмент против старения по большому счету.

Секреты заболевания возможно было бы осознать, понаблюдав за стволовыми клетками, каковые получили от больных людей. Некое время назад исследователи из Университета биологических изучений Солка смогли перевоплотить кожные клетки детей с синдромом Хатчинсона-Гилфорда в аналог эмбриональных стволовых клеток, так именуемые индуцированные плюрипотентные стволовые клетки. Потом с ними возможно было ставить испытания, выясняя, что не так в стволовых процессах у больных прогерией.

Но в то время, когда то же самое постарались сделать с клетками больных синдромом Вернера, ничего не вышло – их клетки были через чур повреждёнными заболеванием, дабы выдержать возврат в стволовое, недифференцированное состояние. Тогда Хуан Карлос Изписуа Бельмонте (Juan Carlos Izpisua Belmonte) вместе с сотрудниками из Пекинского академии университета и Китайской науки пошли По другому пути – они смоделировали прогерию в изначально здоровых клетках.

 Как мы знаем, что синдром Вернера сопровождается  мутациями в гене WRN, что задействован в репарации и процессах копирования ДНК. И вот, дабы создать модель заболевания, исследователи попросту поломали данный ген в стволовых клетках из эмбриона человека.

Эмбриональные клетки по ходу развития преобразовываются в более специальные разновидности, каковые в будущем смогут дать начало той либо другой ткани – к примеру, в мезенхимальные стволовые клетки, «родоначальники» жировой ткани, хрящей и костей. В статье в Science авторы пишут, что, в то время, когда стволовые клетки с неработающим геном WRN преобразовывались в мезенхимальные, они тут же начинали быстро стареть: в их ДНК накапливалось большое количество повреждений, они прекратили делиться, и, наконец, у них очень сильно сокращались теломеры.

Так именуют финиши хромосом, каковые при копировании ДНК защищают гены от повреждений, которые связаны с изюминками работы протеиновой копировальной автомобили. Протяженность теломер значительно уменьшается с каждым делением клетки, и потому их вычисляют чем-то наподобие молекулярных часов, отмеряющих время судьбы.

Но у клеток с синдромом Вернера была ещё одна особенность, которая более всего привлекла интерес авторов работы. Как мы знаем, что ДНК в клеточном ядре находится в комплексе с белками. Кое-какие из них делают какие-то текущие работы на тех либо иных генах (к примеру, синтезируют РНК), другие же играются структурную роль, поддерживая в упакованном состоянии достаточно широкие фрагменты хромосом. Упакованная, структурированная часть ДНК именуется гетерохроматином.

И вот оказалось, что у больных клеток гетерохроматина мало – иными словами, ДНК при синдроме Вернера приходит в свободное, «растрёпанное» состояние.

То же самое возможно замечать и при простом старении: в то время, когда состояние хромосом сравнили у нескольких людей различного возраста, то заметили, что чем старше человек, тем хуже у него упакована ДНК в ядрах. Разумеется, при прогерии тот же процесс происходит стремительнее и начинается раньше – быть может, что уже на ранних стадиях личного развития. Из-за чего неупорядоченное, неупакованное состояние хромосом может приводить к таким последствиям?

В случае если какой-то ген находится в гетерохроматиновом виде, это значит, что он неактивен, отключён, будет в дремлющем состоянии. В случае если же упаковка слабеет, то у нас начнут включаться гены, каковые должны молчать. Именно такая ненужная активность может в совокупности приводить к старению.

Иначе, как мы знаем, что в гетерохроматиновом, запечатанном виде находятся мобильные генетические элементы, каковые прыгают в ДНК с места на место, вызывая тем самым нежелательные мутации.

Вправду ли беспорядок и общая распаковка в ДНК влечёт за собой все те трансформации, характерные для стареющих клеток, и происходит ли так в любых ситуациях прогерии, как детской, так и взрослой, продемонстрируют предстоящие опыты. Но, в случае если всё в самом деле так, биологи смогут сосредоточиться на упаковке ДНК как потенциальной мишени для лекарств, каковые помогли бы задержать старение – как преждевременное, так и простое.

Создатель: Кирилл Стасевич

Источник: nkj.ru

Случайные записи:

• Человеческому эмбриону поправили геном
• «Древнегреческий компьютер» оказался древнее, чем считалось

Когда начинается старение человека?

Похожие статьи, которые вам понравятся:

• Стресс ведет к преждевременному старению

  Мы знаем, что стресс очень плохо воздействует на отечественное здоровье. Но оказывается, что кроме того сами мысли о стрессе смогут вынудить ваши клетки…

• Синдром альцгеймера начинается с цинка

  Спусковым крючком патогенного молекулярного процесса, приводящего к заболеванию Альцгеймера, помогают ионы цинка. Нейродегенеративные заболевания, к…

• Наука против старения

  Ученые всей земли сейчас ищут средства, замедляющие старение и увеличивающие длительность судьбы. О успехах и сегодняшних результатах в данной области…

• Обнаружен ген старения

  Ген, несущий ответственность за процессы старения в мозге, нашли канадские и американские ученые. В статье, размещённой в издании Джорнал оф не сильный…