Метод перезапуска. Ученые впервые успешно обратили старение вспять

Москва, 24 янв — РИА Новости, Владислав Стрекопытов. Исследователи из Гарвардской медицинской школы убедительно продемонстрировали, что старение обратимо. Лабораторных мышей омолодили путем перезагрузки их эпигенома, «операционной системы», управляющей генами. Это совершенно новый подход, который открывает путь к биологической регенерации, а также к лечению болезней старения.

Колпачки и часы

Замедлить старение и даже начать обращать этот процесс вспять – это очень важно в наши дни. Эксперименты на животных обнадеживают, но для оценки результатов необходимы объективные критерии. Сначала считалось, что количество мутаций, накапливающихся в ДНК, является показателем биологического возраста, который со временем нарушает нормальное функционирование клетки и приводит к ее гибели. Но этот подход себя не оправдал: оказалось, что количество мутаций не связано с общим старением организма. Позже в качестве маркера старения они попытались использовать длину теломер — защитных «колпачков» на концах хромосом, которые укорачиваются при каждом делении клетки. Однако и этот метод оказался неточным. В последние годы ученые предложили несколько совершенно новых способов оценки биологического возраста. Наиболее известны эпигенетические часы. Впервые он был предложен в 2013 году профессором Стивом Хорватом из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе.

Профили старости

Изучая геном — совокупность генетического материала, содержащегося в каждой клетке человека и других млекопитающих, — ученым еще предстоит идентифицировать ни одного гена, напрямую влияющего на продолжительность жизни. Структура ДНК остается прежней, но изменяется активность отдельных генов, что отражается на синтезе белков. Этот процесс регулируется особыми эпигенетическими (буквально «построенными на генах») молекулярными метками, модифицирующими ДНК без изменения самой последовательности нуклеотидов. Лучше всего изучены те метки, которые возникают при метилировании — добавлении метильных групп к молекулам ДНК. Хорват предположил, что профиль метилирования меняется с возрастом, и составил список из 353 метильных меток, по наличию или отсутствию которых можно судить о близости клетки к зародышу или, наоборот, о старении, старом состоянии. (наборы молекулярных маркеров) генома известны как «эпигенетический дрейф».

Назад в молодость

Биологи детально изучили механизмы превращения эмбриональных стволовых клеток сначала в зрелые соматические клетки, отвечающие за определенные функции, а затем в стареющие, отмирающие клетки. Они всегда мечтали начать процесс в противоположном направлении, в направлении омоложения.

В 2006 году Шинья Яманака и Казутоши Такахаши из Японии впервые достигли этой цели в экспериментах на лабораторных животных. С помощью четырех белков, которые позже окрестили «коктейлем Яманака» — Oct4, c-Myc, Sox2 и Klf4, дифференцированные соматические клетки (фибробласты кожи мыши) были восстановлены до плюрипотентного состояния.

В последующем исследовании гены четырех белков были вставлены во взрослых мышей и при активации в течение определенного периода времени омолаживали всю популяцию животных. Позже Яманака смог вернуть взрослые клетки в эмбриональное состояние. В 2012 году за свое открытие японский ученый был удостоен Нобелевской премии по биологии и медицине.