С возрастом наши клетки с меньшей вероятностью будут экспрессировать более длинные гены.

«Если вы спросите меня, это основная причина системного старения всего организма», — говорит соавтор и молекулярный биолог Ян Хоймейкерс из Медицинского центра Университета Эразма в Роттердаме; Кельнский университет; и Институт Онкода/Институт принцессы Максимы, Утрехт.

Авторы объединяют четыре исследовательские группы из Испании, Нидерландов, Германии и США, причем каждая группа приходит к одним и тем же выводам, используя разные методы.

Старение связано с изменениями на молекулярном, клеточном и органном уровне — от изменения выработки белка до неоптимального клеточного метаболизма и нарушения тканевой архитектуры. Считается, что эти изменения происходят из-за повреждения ДНК в результате кумулятивного воздействия вредных агентов, таких как УФ-излучение или активные формы кислорода, образующиеся в результате нашего собственного метаболизма.

Хотя многие исследования старения были сосредоточены на конкретных генах, которые могут ускорять или замедлять старение, исследования того, какие именно гены более восприимчивы к старению, не выявили четкой закономерности с точки зрения функции генов. Вместо этого восприимчивость, по-видимому, связана с длиной генов.

«В течение долгого времени проблема старения была сосредоточена на генах, связанных со старением, но наше объяснение состоит в том, что оно гораздо более случайное — это физический феномен, связанный с длиной генов, а не с конкретными вовлеченными генами или Функция этих генов», — говорит соавтор Андер Изета из Научно-исследовательского института здравоохранения Биогипускоа и университетской больницы Доностия, Испания.

По сути, это сводится к случайности; длинные гены просто имеют больше потенциальных участков, которые могут быть повреждены. Исследователи сравнивают это с поездкой: чем дольше поездка, тем больше вероятность, что что-то пойдет не так. А поскольку некоторые типы клеток склонны экспрессировать длинные гены больше, чем другие, эти клетки с большей вероятностью накапливают повреждения ДНК по мере старения. Клетки, которые не делятся (или очень редко) делятся, также кажутся более восприимчивыми по сравнению с быстро реплицирующими клетками, поскольку долгоживущие клетки имеют больше времени для накопления повреждений ДНК и должны полагаться на механизмы репарации ДНК, чтобы исправить их, тогда как быстро делящиеся клетки имеют тенденцию быть недолговечным.

Поскольку известно, что нервные клетки экспрессируют особенно длинные гены, а также медленны или не делятся, они особенно восприимчивы к этому явлению, и исследователи подчеркивают связь между старением и нейродегенерацией. Многие из генов, участвующих в предотвращении агрегации белков при болезни Альцгеймера, имеют исключительную длину, и педиатрические онкологические больные, которых вылечивают химиотерапией, повреждающей ДНК, позже страдают от преждевременного старения и нейродегенерации.

Авторы предполагают, что повреждение длинных генов может объяснить большинство особенностей старения, поскольку оно связано с известными ускорителями старения и потому что его можно смягчить с помощью известных методов борьбы со старением, таких как диетические ограничения (которые, как было показано, ограничивают повреждение ДНК). ).

«Множество различных факторов, которые, как известно, влияют на старение, по-видимому, приводят к этой регуляции, зависящей от длины, например, различные типы облучения, курение, алкоголь, диета и окислительный стресс», — говорит соавтор Томас Стогер из Северо-Западного университета.

Однако, хотя связь между снижением экспрессии длинных генов и старением сильна, причинные доказательства еще предстоит продемонстрировать. «Конечно, никогда не знаешь, что появилось раньше: яйцо или курица, но мы видим тесную связь между этим явлением и многими известными признаками старения», — говорит Изета.

В будущих исследованиях ученые планируют продолжить изучение механизма этого явления и его эволюционных последствий, а также изучить его связь с нейродегенерацией.