Ученые замедлили клеточное старение

 

 

Продолжительность жизни человека связана со старением его отдельных клеток. Три года назад группа исследователей Калифорнийского университета в Сан-Диего расшифровала основные механизмы, лежащие в основе процесса старения. Выявив два различных направления, по которым движутся клетки в процессе старения, исследователи генетически манипулировали этими процессами, чтобы продлить срок жизни клеток.

 

"Это первый случай, когда принципы синтетической биологии и инженерии, основанные на вычислениях, были использованы для рациональной перестройки генных цепей и перепрограммирования процесса старения для эффективного увеличения продолжительности жизни", - сказал Хао.

 

Несколько лет назад междисциплинарная исследовательская группа Калифорнийского университета в Сан-Диего начала изучать механизмы клеточного старения - сложного биологического процесса, лежащего в основе долголетия человека и многих заболеваний. Они обнаружили, что клетки следуют каскаду молекулярных изменений на протяжении всей своей жизни, пока в конце концов не деградируют и не умирают. Но они заметили, что клетки с одинаковым генетическим материалом и в одной и той же среде могут двигаться по разным маршрутам старения. Примерно половина клеток стареет в результате постепенного снижения стабильности ДНК, в которой хранится генетическая информация. Другая половина стареет по пути, связанному с уменьшением количества митохондрий - энергетических единиц клеток.

 

 

"Наши результаты устанавливают связь между архитектурой генной сети и клеточным долголетием, что может привести к созданию рационально разработанных генных цепей, замедляющих старение", - отмечают исследователи в своем исследовании.

 

В ходе исследования группа изучала дрожжевые клетки Saccharomyces cerevisiae в качестве модели старения человеческих клеток. Они разработали и использовали микрофлюидику и микроскопию с замедленной съемкой для отслеживания процессов старения на протяжении всей жизни клетки.

 

В текущем исследовании дрожжевые клетки, которые были синтетически перепрограммированы и старели под управлением устройства синтетического осциллятора, увеличили продолжительность жизни на 82% по сравнению с контрольными клетками, которые старели в обычных условиях. Результаты показали "наиболее выраженное увеличение продолжительности жизни у дрожжей, которое мы наблюдали с применением генетических повреждений", - отметили они.

 

"Наши клетки-осцилляторы живут дольше, чем любой из самых долгоживущих штаммов, выявленных ранее с помощью беспристрастного генетического скрининга", - сказал Хао.

 

"Наша работа представляет собой пример доказательства концепции, демонстрирующий успешное применение синтетической биологии для перепрограммирования процесса клеточного старения, - пишут авторы, - и может заложить основу для проектирования синтетических генных цепей для эффективного содействия долголетию в более сложных организмах".

 

В настоящее время команда расширяет свои исследования на старение различных типов клеток человека, включая стволовые клетки и нейроны.

Источник: phys.org