Человеческое тело по существу состоит из триллионов живых клеток. Он стареет по мере старения его клеток, что происходит, когда эти клетки в конечном итоге перестают реплицироваться и делиться. Ученым давно известно, что гены влияют на старение клеток и продолжительность жизни человека, но как именно это работает, остается неясным. Результаты нового исследования, проведенного учеными из Университета штата Вашингтон, разрешили небольшую часть этой головоломки, сделав ученых еще на один шаг ближе к разгадке тайны старения.

Группа исследователей, возглавляемая Цзиюэ Чжу, профессором Колледжа фармации и фармацевтических наук, недавно определила участок ДНК, известный как VNTR2-1, который, по-видимому, управляет активностью гена теломеразы, который, как было показано, предотвращает старение. в определенных типах клеток. Исследование было опубликовано в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences ( PNAS ).

Ген теломеразы контролирует активность фермента теломеразы, который помогает производить теломеры, колпачки на концах каждой цепи ДНК, которые защищают хромосомы в наших клетках. В нормальных клетках длина теломер становится немного короче каждый раз, когда клетки дублируют свою ДНК перед делением. Когда теломеры становятся слишком короткими, клетки больше не могут воспроизводиться, в результате чего они стареют и умирают. Однако в некоторых типах клеток, включая репродуктивные и раковые клетки, активность гена теломеразы гарантирует, что теломеры вернутся к той же длине при копировании ДНК. По сути, это то, что перезапускает часы старения у нового потомства, но также является причиной того, что раковые клетки могут продолжать размножаться и образовывать опухоли.

Знание того, как ген теломеразы регулируется и активируется и почему он активен только в определенных типах клеток, однажды может стать ключом к пониманию того, как люди стареют, а также как остановить распространение рака. Вот почему Чжу сосредоточил последние 20 лет своей карьеры ученого исключительно на изучении этого гена.

Чжу сказал, что последнее открытие его команды о том, что VNTR2-1 помогает управлять активностью гена теломеразы, особенно примечательно из-за типа последовательности ДНК, которую он представляет.

Почти 50% нашего генома состоит из повторяющейся ДНК, которая не кодирует белок. Эти последовательности ДНК, как правило, рассматриваются как «мусорная ДНК» или темная материя в нашем геноме, и их трудно изучать. Наше исследование показывает, что одна из этих единиц на самом деле имеет функцию, заключающуюся в повышении активности гена теломеразы »

Цзиюэ Чжу, профессор, Колледж фармации и фармацевтических наук

Их открытие основано на серии экспериментов, в ходе которых было обнаружено, что удаление последовательности ДНК из раковых клеток – как в линии клеток человека, так и в мышах – приводит к укорачиванию теломер, старению клеток и прекращению роста опухолей. Впоследствии они провели исследование, в котором изучали длину последовательности в образцах ДНК, взятых у долгожителей европеоидной расы и афроамериканцев, а также у контрольных участников исследования долгожителей Джорджии, исследования, в котором участвовала группа людей в возрасте 100 лет и старше в период с 1988 по 2008 год. Исследователи обнаружили, что длина последовательности варьировалась от 53 повторов – или копий – ДНК до 160 повторов.

«Он сильно варьируется, и наше исследование фактически показывает, что ген теломеразы более активен у людей с более длинной последовательностью», – сказал Чжу.

Поскольку очень короткие последовательности были обнаружены только у афроамериканцев, они более внимательно посмотрели на эту группу и обнаружили, что было относительно мало долгожителей с короткой последовательностью VNTR2-1 по сравнению с контрольными участниками. Однако Чжу сказал, что стоит отметить, что более короткая последовательность не обязательно означает, что ваша продолжительность жизни будет короче, потому что это означает, что ген теломеразы менее активен, а длина теломер может быть короче, что может снизить вероятность развития рака.

«Наши открытия говорят нам, что эта последовательность VNTR2-1 вносит свой вклад в генетическое разнообразие того, как мы стареем и как мы заболеваем раком», – сказал Чжу. «Мы знаем, что онкогены – или гены рака – и гены-супрессоры опухолей не объясняют всех причин, по которым мы болеем раком. Наши исследования показывают, что картина намного сложнее, чем мутация онкогена, и делает сильную аргумент в пользу расширения наших исследований, чтобы более внимательно изучить эту так называемую мусорную ДНК ».

Чжу отметил, что, поскольку афроамериканцы жили в Соединенных Штатах в течение нескольких поколений, многие из них имеют кавказских предков, от которых они, возможно, унаследовали часть этой последовательности. Поэтому в качестве следующего шага он и его команда надеются изучить последовательность в африканской популяции.