Ученым удалось определить ключевой ген, отвечающий за старение
Не давно в журнале Science Translational Medicine были опубликованы результаты шестилетнего исследования команды ученых из Китайской академии наук и Пекинского университета. С помощью платформы редактирования генома им удалось определить ключевой ген, отвечающий за старение. Им является ген KAT7, кодирующий гистонацетилтрансферазу. Об этом пишет китайское издание Keji Ribao.
В 2015 году группа исследователей из Института изучения животных Китайской академии наук под руководством Лю Гуанхуэя и Цюй Цзин установила сотрудничество с командами исследователей под руководством Тан Фулао из Пекинского университета и Чжан Вэйци из Пекинского института геномики при Китайской академии наук. При помощи технологии CRISPR «генетические ножницы» ученые произвели картирование более 20 тысяч генов, содержащихся в геноме человека один за другим. С помощью «генетических ножниц» в клетке «вырезали» ген, отвечающий за определенный признак. Таким образом, проводилось исследование состояния клетки после инактивации гена. Молодые клетки оставляли для дальнейшего анализа, в ходе которого определяли, инактивация какого гена приведет к увеличению продолжительности жизни клеток.
Это была утомительная и длительная работа. Каждую клетку необходимо было аккуратно «разрезать», инактивировать ген, а затем провести проверку инактивации данного гена на сотнях клеток. Более того, ученые исследовали более 20 тысяч генов, содержащихся в геноме человека, и для каждого из них требовалось от трех до шести различных «ножниц». Таким образом, для получения точных результатов были выращены и отобраны десятки миллионов клеток.
Обработав такой большой объем данных, команда исследователей выявила более 100 новых генов, влияющих на старение клеток человека, и проверили функции первых 50 генов. В результате было установлено, что инактивация этих генов может замедлить старение мезенхимальных стволовых клеток человека.
Среди 50 генов наибольшее влияние на процесс старения оказал KAT7, кодирующий гистонацетилтрансферазу.
В ходе проведения экспериментов с животными ученые доказали, что инактивация гена KAT7 позволяет замедлить естественный процесс старения. В результате 81% мышей, у которых был инактивирован данный ген, смогли прожить более 130 недель (около 80 лет в переводе на человеческий возраст). Среди мышей, которые не подвергались генной терапии, только 27% смогли дожить до 130 недель.
Инактивация ключевого гена KAT7 у мышей, страдающих прогерией (синдромом раннего старения), увеличивала среднюю продолжительность их жизни более чем на 20%. «Масштабы этого увеличения впечатляют. В конце концов, мы воздействуем только на один из десятков тысяч, содержащихся во всем геноме», - рассказала исследовательница Пекинского института геномики при Китайской академии наук и один из авторов статьи Чжан Вэйци.
Ученые также подтвердили, что ингибирование и инактивация ключевого гена KAT7 замедляет старение клеток печени человека, а также снижает уровень экспрессии провоспалительных факторов, которые приводят к старению организма.
Как инактивация ключевого гена KAT7 может предотвратить старение?
Цюй Цзин, исследовательница Института изучения животных Китайской академии наук, объяснила, что белок, кодируемый геном KAT7, является ацетилтрансферазой, которая может добавлять к гистонам «ацетильную» группу. Гистоны — это белки, переплетенные с ДНК в ядре, которые вместе с ДНК образуют хромосому вместе. Ученые обнаружили, что KAT7 стимулирует экспрессию генов и запускает старение клеток посредством избирательного катализа реакции ацетилирования гистонов (H3K14). Раннее исследование, опубликованное в журнале Nature, показало, что инактивация ключевого гена KAT7 способствует лечению лейкемии. Таким образом, мы видим, что этот ген не просто кодирует ацетилтрансферазу, его влияние на человеческий организм довольно велико.
В ходе настоящего исследования было обнаружено около ста новых генов, отвечающих за старение, что также подтверждает раннее суждение команды ученых о том, что уже известные гены, ассоциированные со старением, являются лишь небольшой частью, и существует еще множество неизвестных генов. Ученые загрузили соответствующие результаты исследований и данные в базу (так называемую «генетическую карту старения»), которую могут использовать и пополнять коллеги и исследователи из Китая и других стран.
«Нашим первоначальным намерением было расширить знания о старении. На основе проделанной работы генетическая карта старения будет постепенно пополняться». По словам Цюй Цзин, индивидуальное старение сопровождается непрерывным накоплением в тканях и органах стареющих клеток, устранение или омоложение таких клеток может уменьшить риск развития дегенеративных заболеваний тканей и увеличить продолжительность здоровой жизни. Новые данные показывают, что благодаря генной терапии, основанной на инактивации одного гена, вероятно, удастся увеличить естественную продолжительность жизни млекопитающих.
Комментарии (0)