Наш генетический материал хранится в наших клетках особым образом, чтобы молекула ДНК длиной в один метр вписывалась в крошечное клеточное ядро ​​каждой клетки тела.

Международная группа исследователей из Института биологии старения Макса Планка, кластера передовых исследований в области старения CECAD в Кельнском университете, Университетском колледже Лондона и Мичиганском университете теперь смогла показать, что рапамицин, хорошо известный кандидат против старения, нацеливается на клетки кишечника, чтобы изменить способ хранения ДНК внутри этих клеток и тем самым способствует здоровью и долголетию кишечника. Этот эффект наблюдался у мух и мышей. Исследователи полагают, что это открытие откроет новые возможности для целенаправленных терапевтических вмешательств против старения.

Наш генетический материал находится в форме ДНК в каждом клеточном ядре клеток нашего тела. У людей длина этой молекулы ДНК составляет два метра, но она умещается в ядре клетки, размер которого составляет всего несколько микрометров. Это возможно, потому что ДНК точно хранится.

Для этого его несколько раз наматывают на определенные белки, известные как гистоны. То, насколько плотно ДНК намотана на гистоны, также определяет, какие гены могут быть прочитаны из нашего генома. У многих видов количество гистонов меняется с возрастом. Однако до сих пор неясно, можно ли использовать изменения клеточных уровней гистонов для улучшения процесса старения живых организмов.

Хорошо известный антивозрастной состав с новой мишенью

Лекарство рапамицин недавно стало одним из самых многообещающих антивозрастных веществ и оказывает положительное влияние на здоровье в пожилом возрасте.

Рапамицин подавляет сигнальный путь TOR, который регулирует широкий спектр основных клеточных действий, таких как энергия, питание и стрессовый статус. Короче говоря, мы используем рапамицин для тонкой настройки главного регулятора клеточного метаболизма. Между тем, мы знаем, что уровни гистонов имеют решающее влияние на процесс старения. Однако мы не знали, существует ли связь между сигнальным путем TOR и уровнями гистонов, и, что более важно, могут ли уровни гистонов быть лекарственной мишенью против старения ».

Ю-Сюань Лу, первый автор исследования и постдок, отделение Линды Партридж, Max-Planck-Gesellschaft

Чтобы изучить влияние рапамицина на гистоновые белки, исследователи проанализировали различные органы плодовой мушки Drosophila melanogaster. «Мы исследовали различные ткани и органы мух на предмет заметных изменений уровней гистонов до и после лечения рапамицином, то есть до и после выключения пути передачи сигналов TOR», – объясняет Ю-Сюань Лу. «Удивительно, но мы наблюдали увеличение гистоновых белков после лечения рапамицином. Этот эффект проявлялся исключительно в кишечнике мух, но не в других тканях»

В дальнейших экспериментах Ю-Сюань Лу и его коллеги смогли показать, что повышенные уровни определенных гистоновых белков в определенном типе кишечных клеток, называемых энтероцитами, снижают рост опухоли, улучшают здоровье кишечника и увеличивают продолжительность жизни животных. Подобные наблюдения были сделаны в кишечных энтероцитах мышей после лечения рапамицином.

«Наши результаты впервые показывают связь между сигнальным путем TOR и уровнями гистонов, которые определяют продолжительность жизни», – говорит Ю-Сюань Лу. «Повышенные уровни гистоновых белков впоследствии изменяют способ хранения ДНК в ядре. Тот факт, что мы также смогли провести аналогичные наблюдения на мышах, показывает, что это широко распространенный механизм». Заглядывая в будущее экспериментов, он добавляет: «Учитывая центральную роль гистонов в хранении ДНК в клетке, это открытие не только расширяет наши знания о процессе старения, но также предоставляет новые возможности для целенаправленных терапевтических вмешательств против старения»

. ]