Метод перезагрузки. Ученым впервые удалось обратить старение вспять
Метод перезагрузки. Ученым впервые удалось обратить старение вспять
24.01.2023 9510
Исследователи из Гарвардской медицинской школы наглядно продемонстрировали, что старение обратимо. Лабораторным мышам вернули молодость с помощью перезагрузки эпигенома — "операционной системы" управления генами. Это принципиально новый подход, открывающий путь к биологическому омоложению, а также лечению болезней пожилого возраста.
Исследователи из Гарвардской медицинской школы наглядно продемонстрировали, что старение обратимо. Лабораторным мышам вернули молодость с помощью перезагрузки эпигенома — "операционной системы" управления генами. Это принципиально новый подход, открывающий путь к биологическому омоложению, а также лечению болезней пожилого возраста.
Колпачки и часы
Замедлить старение и даже запустить обратный процесс — в последнее время это очень актуально. Эксперименты на животных обнадеживают, но для оценки результатов нужны объективные критерии.
Сначала показателем биологического возраста считали количество накопленных в ДНК мутаций, которые со временем могут нарушить нормальное функционирование клеток привести к их гибели. Но подход себя не оправдал: выяснилось, что число мутаций не коррелирует с общим старением организма. Позже в качестве маркеров старения пытались использовать длину теломер — защитных "колпачков" на концах хромосом, которые укорачиваются при каждом делении клетки.
Однако и этот метод оказался неточным.
В последние годы ученые предложили несколько принципиально новых подходов к оценке биологического возраста. Самый известный — эпигенетические часы. Первым его сформулировал в 2013-м профессор Стив Хорват из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе.
Профили старости
Изучая геном — совокупность наследственного материала, заключенного в каждой клетке человека и других млекопитающих, ученые так и не нашли ни одного гена, который напрямую влияет на продолжительность жизни. Структура ДНК остается постоянной, но меняется активность отдельных генов, что отражается в синтезе белков.
Регулируют этот процесс особые эпигенетические (буквально "надстроенные над генами") молекулярные метки, которые модифицируют ДНК, не меняя саму последовательность нуклеотидов. Лучше всего изучены те метки, что возникают в процессе метилирования — присоединения к молекуле ДНК метильной группы.
Хорват предположил, что с возрастом профиль метилирования меняется, и составил список из 353 метильных меток, по наличию или отсутствию которых можно судить, насколько клетка близка к эмбриональному или, наоборот, сенесцентному, то есть старому состоянию. Переход между двумя крайними профилями эпигенома — множества молекулярных меток — получил название "эпигенетический дрейф".
Назад в молодость
Биологи в деталях изучили механизмы преобразования эмбриональных стволовых клеток сначала в зрелые соматические, отвечающие за определенные функции, а затем в сенесцентные, отмирающие. И всегда мечтали запустить этот процесс в обратном направлении, в сторону омоложения.
Впервые в опытах на лабораторных животных это удалось в 2006-м японцам Синъе Яманаке и Кадзутоси Такахаси. С помощью четырех белков, которые потом назовут "коктейль Яманаки" — Oct4, c-Myc, Sox2 и Klf4, они возвратили дифференцированные соматические клетки (фибробласты из кожи мыши) в плюрипотентное состояние.
В одном из последующих исследований гены этих четырех белков встроили в организм взрослых мышей и, активировав на некоторое время, омолодили целую популяцию животных. Позднее Яманака смог вернуть клетки взрослого человека в эмбриональное состояние. В 2012-м за свои открытия японский ученый получил Нобелевскую премию по биологии и медицине.
Но задача заключалась не только в том, чтобы уменьшить биологический возраст клеток: важно, чтобы после перепрограммирования они сохранили свои функции. И здесь должна была помочь эпигенетика — именно эпигенетические метки активируют или, наоборот, отключают определенные гены, тем самым определяя специализацию, идентичность клеток. Благодаря этому одни стволовые клетки превращаются в нейроны мозга, другие — в клетки кожи и так далее.
Источник: ( Ссылка )
