У новій статті, опублікованій в журналі Cell, дослідники, в тому числі Віра Горбунова і Андрій Селуанов, професори біології; Дірк Боманн, професор біомедичної генетики; і їх команда виявили, що ген sirtuin 6 (SIRT6) відповідає за більш ефективне відновлення ДНК у видів з великою тривалістю життя. Дослідження висвітлює нові цілі для антивозрастних втручань і може допомогти запобігти віковим захворюванням.
Неминучі двозчіпкові розриви
У міру того, як люди та інші ссавці стають старшими, їх ДНК стає все більш схильною до розривів, які можуть призвести до перебудови генів і мутацій - ознак раку і старіння. З цієї причини дослідники давно висували гіпотезу, що відновлення ДНК відіграє важливу роль у визначенні тривалості життя організму.
Хоча такі звички, як куріння, можуть посилити двозчіпкові розриви (DSB) в ДНК, самі розриви неминучі. «Вони завжди будуть там, навіть якщо ви дуже здорові і ведете здоровий спосіб життя», - каже Боманн. «Однією з основних причин виникнення DSB є окислювальне пошкодження, і, оскільки нам необхідний кисень для дихання, розриви неминучі».
За словами Боманна, організми, подібні до мишей, мають меншу ймовірність накопичення двошіпочкових розривів у своєму порівняно короткому житті порівняно з організмами з більшою тривалістю життя. «Але якщо ви хочете прожити 50 років або близько того, існує велика необхідність у створенні системи для усунення цих розривів».
Ген довголіття
SIRT6 часто називають «геном довголіття» через його важливу роль в організації білків і виробництві ферментів, які відновлюють пошкоджену ДНК. Крім того, миші без цього гена старіють передчасно, тоді як миші з його додатковими копіями живуть довше.
Дослідники висунули гіпотезу про те, що якщо для більш тривалого періоду життя потрібно більш ефективне відновлення ДНК, то у організмів з більш тривалим терміном життя можуть з'явитися більш ефективні регулятори відновлення ДНК. Чи посилюється активність SIRT6 у довгоживучих видів?
Щоб перевірити цю теорію, дослідники проаналізували відновлення ДНК у 18 видів гризунів з тривалістю життя від 3 років (миші) до 32 років (бобри). Вони виявили, що у гризунів з більшою тривалістю життя також спостерігається більш ефективне відновлення ДНК, оскільки продукти їх генів SIRT6 - білки SIRT6 - більш ефективні.
Тобто SIRT6 не однаковий для всіх видів. Замість цього ген еволюціонував разом з довголіттям, стаючи більш ефективним, так що види з більш сильним SIRT6 живуть довше. «Білок SIRT6, мабуть, є визначальним фактором тривалості життя», - говорить Боманн. «Ми показуємо, що на клітинному рівні відновлення ДНК працює краще, а на рівні організму збільшується тривалість життя».
Потім дослідники проаналізували молекулярні відмінності між більш слабким білком SIRT6, виявленим у мишей, і більш сильним SIRT6, виявленим у бобрів. Вони визначили п'ять амінокислот, відповідальних за те, щоб зробити білок SIRT6 більш активним у відновленні ДНК і краще в функціях ферменту.
Коли дослідники вставили SIRT6 бобра і миші в клітини людини, SIRT6 бобра краще знижував викликане стресом пошкодження ДНК порівняно з введенням дослідниками мишиного SIRT6. SIRT6 також краще збільшив тривалість життя плодових мушок порівняно зі звичайними плодовими мухами.
Види з ще більш надійним SIRT6?
Хоча здається, що людський SIRT6 вже оптимізований для функціонування, «у нас є інші види, які живуть навіть довше, ніж люди», каже Андрій Селуанов. Наступні кроки в дослідженні включають аналіз того, чи розвинули види, які мають довшу тривалість життя, ніж люди, такі як гренландський кит, який може жити більше 200 років, ще більш стійкі гени SIRT6.
Кінцева мета - запобігти віковим захворюванням у людей. «Якщо хвороби виникають через те, що ДНК стає неорганізованою з віком, ми можемо використовувати подібні дослідження для націлення на втручання, які можуть затримати рак та інші дегенеративні захворювання» - кажуть дослідники.
