Продолжительность жизни и начало старения зависят от незначительных изменений в ДНК, которые накапливаются с годами.
Ученые из Университета Этвеша Лоранда в Венгрии добились существенного прорыва в разгадке молекулярных механизмов старения. О своих успехах они рассказали в International Journal of Molecular Sciences.
Исследователи обратили внимание на механизм изменений в ДНК митохондрий, которые часто называют «электростанциями клеток» из-за того, что они вырабатывают энергию, необходимую для различных биохимических процессов.
Считается, что митохондрии некогда были отдельными организмами, которых в процессе эволюции поглотил предок современных клеток. Они сохранили свою ДНК, которая отличается от ДНК ядра клетки, что позволяет им синтезировать некоторые из своих белков самостоятельно.
Митохондриальная ДНК играет ключевую роль в развитии и жизни организма и передается исключительно по материнской линии.
Одним из первичных механизмов старения на генном уровне являются эпигенетические альтерации, при которых происходят изменения в активности генов (клетка их включает или выключает), но сама последовательность ДНК не нарушается. Одним из механизмов, запускающих изменения активности генов, является воздействие внешних молекулярных меток, устанавливаемых поверх ДНК.
Венгерские ученые обнаружили одну из таких меток — N6-метиладенин (6mA), который постепенно накапливается в ДНК митохондрий по мере старения организма. Этот процесс наблюдается у различных видов, включая нематоду Caenorhabditis elegans, плодовую муху Drosophila melanogaster и собак, что позволяет допустить его общность для всех животных.
Авторы исследования называют этот механизм «митохондриальными эпигенетическими часами», которые тикают с разной скоростью в зависимости от продолжительности жизни.
Ученые разработали способ измерения 6mA в ДНК митохондрий и провели исследование над круглыми червями C. elegans.
Благодаря генной инженерии у червей удалось уменьшить вдвое скорость накопления N6-метиладенина. В результате их продолжительность жизни увеличилась в два раза. Интересно, что те же ферменты, которые контролируют накопление 6mA в митохондриальной ДНК, участвуют и в модификации ДНК ядра.
По словам авторов, результаты их исследования открывают новые возможности для понимания и потенциального вмешательства в процесс старения.
Кроме того, новый метод определения 6mA в ДНК митохондрий прокладывает путь к будущим исследованиям того, как факторы окружающей среды, диета, физическая активность, фармакологические вмешательства влияют на скорость накопления N6-метиладенина.
Это в итоге позволит разработать новые стратегии содействия более здоровому старению и потенциальному увеличению продолжительности жизни.
Комментарии