Белок из круглого червя может открыть клеточный «фонтан молодости»
Исследователи из Университета Саскачевана (USask), работая с крошечными круглыми червями-нематодами C. elegans, идентифицировали пару генов, ответственных за очистку клеток от токсинов, которые накапливаются в организме и ответственны за старение. Инактивация генов CCF-1 и PAL-1 привела к тому, что нематоды умирали на 50% быстрее, чем обычно.
«Если удалить ген CCF-1 у червей, они становятся сверхчувствительными даже к самому небольшому количеству стрессоров, таких как те, что могут вызвать нейродегенерацию», — сказал доктор Майкл Ву, старший автор статьи в Aging Cell. — «Эти гены могут быть ключевым регулятором того, что вызывает преждевременное старение у особей».
Хотя исследование проводилось на нематодах, примерно 40% их генов — включая CCF-1 и PAL-1 — выполняют ту же функцию у людей. У человека эквивалентом CCF-1 является CNOT7, а PAL-1 — Cdx2.
«Эти гены можно связать со способностью отдельного человека бороться с химическими стрессорами на клеточном уровне, что напрямую связано со скоростью его старения», — пояснил Ву. — «Наша цель — на фундаментальном уровне определить, что движет старением, поскольку возраст является основным фактором практически каждого хронического заболевания человека».
Исследование, включавшее скрининг всех 20 000 генов нематод (процесс занял более шести месяцев), проводилось с участием аспирантов и студентов USask. Команда подвергала нематод воздействию кадмия (тяжелый металл) и нейротоксина акриламида, имитируя условия клеточного стресса при старении. С помощью техники РНК-интерференции ученые инактивировали гены по одному и обнаружили, что черви с инактивированным CCF-1 были более уязвимы к химикатам и умирали гораздо быстрее.
«Мы отслеживали сотни червей в разных условиях, фиксируя, как долго они живут от рождения до смерти», — сказал Ву. — «Нематоды живут в среднем всего две-три недели, поэтому мы можем соотнести наши генетические данные с фенотипом на уровне целого организма».
Обнаружив важность гена CCF-1, команда выяснила, что инактивация гена PAL-1 вызывает почти идентичную реакцию — эти два гена работают согласованно, регулируя экспрессию множества генов в ответ на химические стрессоры в организме.
Следующие шаги включают дальнейшее изучение клеточных процессов в модели нематоды для выявления фармакологических соединений, которые могли бы эффективно и контролируемо «включать» и «выключать» эти гены. Ву ожидает, что эти соединения будут определены в течение следующих пяти лет. Параллельно он планирует воспроизвести исследование на линиях человеческих клеток и гуманизированных мышиных моделях.
«Если вы хотите измерить, влияет ли [фармакологическое] соединение на продолжительность жизни или развитие болезни, это может занять три-пять лет, потому что мыши в норме живут два года и более», — отметил Ву. — «С учетом увеличения продолжительности жизни, вероятно, пройдет четыре-пять лет».