Гены нарегулировали старость

Возрастные изменения связаны не с «образом жизни», а внутренней генетической программой, и инъекция «генов от старения» в ближайшем будущем может стать реальностью – по крайней мере, для червей C.elegans. Их возраст – как развитие и взросление, так и «увядание» – определяют в первую очередь транскрипционные факторы elt, а эффекты среды для них практически не важны.

То обстоятельство, что все живые организмы рано или поздно стареют, уступая дорогу молодым, можно объяснять хоть волей создателя. Хотя такое объяснение вряд ли устроит ученых-эволюционистов, проблема возрастных изменений пока остаётся одной из неразрешенных загадок природы.

В отличие от других глобальных проектов по восстановлению картины эволюции, геронтологическая составляющая интересна не только ученым, но и всему остальному человечеству. Если уж и не жить вечно, то, по крайней мере, не страдать от возрастных заболеваний никто не откажется.

Стюарт Ким и его коллеги из Университетов Стэнфорда и Колорадо доказали новый эволюционный механизм старения, справедливый, по крайней мере, для круглых червей С.elegans.

Ученые нашли «врожденную» генетическую программу, по которой происходит развитие и взросление сантиметровых червячков.

Подобная гипотеза не нова, однако до сих пор обосновать её полноценно не удавалось. Кроме того, она «проигрывает» с точки зрения естественного отбора: ведь организмы начинают интенсивно стареть уже после того, как оставят многочисленное потомство. Так что половой отбор в этом точно не участвует.

Вторая, более популярная теория – постепенное накопление мутаций и повреждений ДНК и белков от токсинов, радиации, да и просто от случайных неточностей копирования при делении. Заболевания и стресс, согласно ей, тоже не проходят бесследно, подводя организм к «точке невосстановления», когда ресурсов тела уже не хватает для компенсации. Слабое место этой гипотезы – широкие вариации продолжительности жизни у разных видов, даже в пределах одной и той же группы. А ведь за стресс и окисление отвечают одни и те же ферменты – что у мышей, что у слонов.

Ким и соавторы опубликованной в Cell работы решили выяснить этот механизм на более чем тысяче генов С.elegans. Небольшие полупрозрачные червячки, чья продолжительность жизни в среднем не превышает двух недель, давно стали излюбленной моделью генетиков из-за простоты не только самого генома, но и методов его регуляции.

После ряда экспериментов, показавших возможность многократно повысить продолжительность жизни этих нематод, в «клуб любителей C.elegans» вступили и геронтологи. Снижение повреждения от кислорода, уменьшение стрессов и ограничение калорийности пищи – каждая из этих составляющих вносит свой вклад в продление жизни.

Генетическая составляющая этих процессов до работы Кима ограничивалась подробным изучением каскадом инсулиноподобного фактора роста, определяющего одновременно и развитие, и обмен веществ.

Как выяснили стэнфордские генетики, это одна из составляющих среди сотен генов, регулируемых транскрипционными факторами elt-3, elt-5 и elt-6.

«Регуляторы генома» elt-5 и elt-6 необходимы для стадии взросления и нормального развития тканей и органов червя, но они же контролируют работу фактора elt-3, которому «подвластны» гены старения.

Важно, что работа elt-3 после полового созревания практически не сказывается на популяции червей в целом: большая часть из них не доживают до старости, становясь жертвой хищников (конкуренции за ресурсы в природе эти черви практически не испытывают).

Всё это укладывается в теорию накопления мутаций – одну из составляющих современного прочтения эволюции. Согласно ей, старение – побочный продукт эволюции, гены которого «накапливаются» в популяции равномерно с другими, ведь они никак не сказываются на жизнеспособности и плодовитости.

Ким и его коллеги не исключают роль стресса, питания и болезней, однако их работа доказывает первостепенность генетического «фактора развития». Сами учёные теперь настроены проверить свою гипотезу на примере мушек, мышей и людей, ведь для всех этих организмов группа «генов старения», потенциально регулируемых общими факторами, достаточно хорошо известна. Хотя если учесть, что для одного эксперимента необходимо полностью проследить судьбу как минимум 200 червей, то повторения опытов на людях в ближайшем будущем ждать не приходится.

Но и эксперименты на червях обнадеживают: ведь, согласно им, старение – это в первую очередь генетически предопределенная «судьба» и лишь во вторую – последствия образа жизни. А следовательно, и влиять на этот процесс можно не только ежедневной зарядкой, витаминами и разного рода воздержанием, но и однократной генной терапией, что не может не радовать желающих продлить свои дни на этом свете.

ТЕКСТ: Пётр Смирнов