Биологи омолодили дрожжевые клетки

Учёные из Массачусетского технологического института нашли ген, который отвечает за сброс клеточных часов, отмеряющих старение. Детали работы этого гена ещё неясны, но он, возможно, откроет новый путь к омоложению организмов, в том числе и человека, а также к созданию плюрипотентных стволовых клеток.

Клетка Saccharomyces cerevisiae под рентгеновским микроскопом. Хорошо различимы ядро и вакуоль (показаны красным) (фото NIH).

По сообщению института, биологи детально исследовали старение дрожжевых клеток и его связь с процессом размножения.

Дрожжевые клетки в возрасте не похожи на молодые. Проявляется это в накоплении лишних фрагментов ДНК и неправильных клеточных белков, а также в появлении аномальных структур в ядрышке (кластере белков и нуклеиновых кислот, расположенном в ядре клетки). Также эти клетки подвержены репликативному старению, то есть они способны делиться определённое число раз.

Однако при размножении спорами (у дрожжей за это отвечает последовательность мейоза и гаметогенеза) происходит омоложение дочерних клеток, их часы словно сбрасываются на ноль.

Биологи поясняют: споры, порождённые старыми клетками, имеют такой же репликативный потенциал, как и споры, созданные молодыми клетками дрожжей. И связанные с возрастом повреждения тоже не обнаруживаются в зрелых гаметах.

Тут прослеживается аналогия с человеком: у детей 80-летнего мужчины продолжительность жизни будет такая же, как у детей 20-летнего юноши. Сброс внутриклеточного счётчика происходит в процессе формирования половых клеток, дающих начало новому организму.

Анжелика Амон (Angelika Amon) и её коллеги установили, что сброс счётчика у почкующихся дрожжей происходит во время гаметогенеза. При этом, как удалось узнать, активируется ген NDT80.

Чтобы убедиться в предполагаемой роли данного гена, исследователи активировали его в старой и уже не размножающейся клетке. Включение NDT80 принесло двойной эффект — клетка прожила вдвое дольше обычной и у неё оказались исправлены возрастные дефекты в ядрышке. Это указывает на то, что в аномалиях ядрышка кроется один из ключей к клеточному старению (второй ключ, теломерный, изучен намного лучше).

К сожалению, пока не понятно, как работает механизм обнуления клеточных часов. Известно только, что белок, кодируемый геном NDT80, является фактором транскрипции, то есть он служит спусковым крючком — активирует другие гены в клетке.

Биологи из Массачусетского технологического института в настоящее время ищут гены-мишени для NDT80, которые, вероятно, и отвечают непосредственно за клеточное омоложение.

Анжелика намерена проверить эффект активации NDT80 и его аналогов на более сложных организмах — червях C. elegans и мышах. У человека тоже есть похожий ген, но как подействует на клетки его принудительное включение – пока говорить рано.

(Детали работы можно найти в статье в Science.)