Наша продолжительность жизни определяется старением отдельных клеток организма. Чтобы понять, как именно стареют разные клетки, исследователи изучили этот процесс у культуры дрожжей Saccharomyces cerevisiae, которая уже давно используется в качестве модели для изучения механизмов старения кожи и стволовых клеток.
Используя микрофлюидику, компьютерное моделирование и другие методы, ученые обнаружили[1], что одни и те же клетки могут стареть по-разному. Около половины клеток стареют из-за постепенного снижения стабильности ядрышка – области ядерной ДНК, где синтезируются ключевые компоненты белковых «фабрик». Тогда как оставшаяся часть клеток стареет из-за дисфункции их митохондрий – единиц производства энергии клеток.
Выбор траектории старения происходит на самых ранних этапах жизни клетки и свернуть с него она уже не может. Но кто определяет ее судьбу?
Ученые нашли ответ на этот вопрос, обнаружив «пункт управления старением» — молекулярный контур, который контролирует механизм старения. Более того, они научились манипулировать им, чтобы оптимизировать процесс старения. Компьютерное моделирование помогло исследователям перепрограммировать основной молекулярный контур, модифицировав его ДНК, то есть генетически создать новый путь старения, который ведет к значительному увеличению продолжительности жизни.
Теперь исследователи будут тестировать свою новую модель на более сложных клетках и организмах и, в конечном итоге, планируют провести испытания на клетках человека. Они также планируют использовать не только генетическое программирование, но и протестировать некоторые химические методы воздействия на «цент управления старением». Понимая механизмы, которые определяют клеточное старение они надеются, найти комбинации терапевтических средств и лекарственных «коктейлей», которые смогут повлиять на продолжительность жизни.
Читайте также: В поисках таблетки от старения
Использованы фото Shutterstock/FOTODOM UKRAINE
- Yang Li, Yanfei Jiang, Julie Paxman, Richard O’laughlin, Stephen Klepin, Yuelian Zhu, Lorraine Pillus, Lev S. Tsimring, Jeff Hasty, Nan Hao. A programmable fate decision landscape underlies single-cell aging in yeast. Science, 2020 DOI: 10.1126/science.aax9552
