Вчені стверджують, що лише кілька генів можуть бути відповідальними за регулювання захисних механізмів, викликаних впливом стресу на організм (наприклад, високі температури, нестача їжі тощо), і один із них виділяється. Модифікуючи вплив цих генів на різні живі організми, дослідники виявили приголомшливе поліпшення стану їх здоров'я та спостерігали значно збільшене тривалість життя кожного з перевірених організмів. Якби ми могли зрозуміти функцію цих генів, ми мали б можливість подолати хвороби, пов'язані зі старінням людини, тим самим продовжуючи тривалість життя при народженні. Наша збірка заснована на статті, опублікованій у випуску журналу Scientific American за березень 2006 р. (Розкриття секретів генів довголіття).

Колись давно вважалося, що старіння є частиною генетично запрограмованого розвитку організму, але сьогодні вважається, що це лише результат виснаження з часом. Пояснюється це явище тим, що як тільки організм перевищив час своєї родючості, природним відборам вже не в природних інтересах підтримувати його в живих. Таким чином, деякі дослідники поставили питання: якщо сімейство генів дає змогу організму пережити наслідки стресу, чи не в змозі він підтримувати свою природну захисну та відновлювальну активність, незалежно від віку організму?

Гени, що продовжують життя

Нещодавно було виявлено ряд генів (наприклад, daf-2, pit-1, amp-1, clk-1, p66Shc), які, як було показано в лабораторних експериментах, відіграють певну роль у запобіганні стресовим ефектам. Сюди входить ген, мічений SIR2, варіанти якого були ідентифіковані у широкому діапазоні видів, від мускули до людини, а в ряді випадків (дріжджі, мозоль, муслиця), щоб довести, що копії гена є частиною продовження життя. Питання лише в тому, чи так це також стосується вищих організованих організмів.

Роль гена SIR2 у продовженні тривалості життя вперше була досліджена шляхом дослідження дріжджових клітин. Але наскільки точно функціонує цей ген, набагато важче відповісти. Давно відомо, що білки Сіра, транскрибовані з генів SIR, є ферментами, які відіграють роль у «активації» певних генів. Однак дослідники припустили, що білок Sir2 вимагає присутності невеликої молекули NAD (амід нікотинової кислоти адениндинуклеотид) (унікальним способом). NAD відіграє ключову роль у клітинних метаболічних процесах. Цей взаємозв’язок між білком Sir2 та NAD є настільки дивовижним, оскільки передбачає можливий зв’язок між дієтою та процесом старіння.

Сила дієти

Дійсно, єдиний відомий на сьогодні спосіб продовження життя - це правильний вибір дієти. Це означає приблизно на тридцять-сорок відсотків менше їжі, ніж добова кількість їжі, яку вважають нормальною для даного організму. Для деяких видів тварин, що утримуються в цих умовах, дослідники спостерігали не лише подовження тривалості життя, але й відставання захворювань, пов’язаних зі старінням (нейродегенеративні ураження, діабет, рак тощо). Єдиним очевидним компромісом у деяких випадках була втрата родючості.

Безумовно, певно, що, на відміну від попередніх поглядів, дієта, тобто зниження калорій, пришвидшує обмін речовин. Дослідники вважають, що цей ефект проявляється як стрес для організму, який, викликаючи захисну реакцію, посилює його шанси на виживання. Вчені задавалися питанням, яку роль міг би відігравати Sir2 у цьому процесі.

Дослідження дріжджів показало, що обмеження калорій викликає процеси в клітинах, що підвищують активність Sir2. Одним з них стало збільшення дихання. У зв’язку з цим ми повертаємось до описаного вище НАД: під час дихання концентрація НАД в організмі збільшується, тоді як його вміст водню, рівень НАДН, зменшується. Також було показано, що NADH інгібує білок Sir2, тобто зміна співвідношення NAD/NADH впливає на активність Sir2.

Генетичні модифікації

Знаючи вищесказане, дослідники спробували з’ясувати, чи є Sir2 необхідною умовою продовження життя. З цією метою ген SIR2 був вилучений з генетичного запасу експериментальних тварин і спостерігалось, чи можна продовжити тривалість життя. Відповідь - ні, тобто без функції білка Sir2 неможливо продовжити життя та ймовірність уникнути вікових захворювань (у експериментальних тварин, таких як молі).

Хоча еквівалент ссавців гена SIR2 (SIRT1) вже ідентифікований, результати експериментів на ссавцях ще попереду. Однак дослідники підозрюють, що ситуація буде такою ж або дуже схожою для ссавців.

Сприятливі ефекти

Але навіть без цього багато питань залишаються без відповіді. Наприклад, якщо гени SIR є посередниками сприятливого впливу обмеження калорій, як дієта сама може контролювати їх активність і, отже, побічно швидкість старіння?

Цьому також є можливе пояснення. Відповідно, у ссавців білки Sirt є серед центральних метаболічних регулюючих компонентів печінки, м’язів та жирової тканини, які відчувають зміни в раціоні через зміни співвідношень NAD/NADH. Таким чином, вони здатні ініціювати різні зміни, які також впливають на тривалість життя. Це якимось чином підтверджується тим фактом, що зменшення калорій збільшує активність білка Sirt1 у жирових клітинах, в результаті чого запаси жиру перетворюються та використовуються у відповідних органах у вигляді енергії (докладніше див. Попередню статті).

життя

Однак для людей дієта, яка вимагала б збільшення на 50% тривалості життя (приблизно 1000-1200 ккал на день), призвела б до худої, але нещасної людини, яка навряд чи мала б якесь сексуальне бажання (насправді це було б лише достатньо для метаболізму, без будь-якої серйозної активності). Однак замість справжнього голодування вони можуть спробувати імітувати молекулярні наслідки голодування. Якби ви могли продукувати молекулу, яка зв’язується з білком Sirt1, і таким чином змусити організм повірити, що йому потрібно звільнити свої запаси жиру, люди могли б насолоджуватися перевагами голоду без неприємних побічних ефектів дієти.

Інший відомий корисний ефект зниження калорій - купірування запальних процесів. Дослідники виявили, що Sirt1 також має такий ефект.

Таким чином, дослідники змогли показати, що можна продовжити життя і значно зменшити ризик розвитку захворювань, пов’язаних зі старінням, фактично не знаючи причин старіння. Гени SIR були знайдені у всіх перевірених організмах, таких як збудник, що називається лейшманія, хлібопекарські дріжджі, дощовий черв'як, моль, миші тощо. - до людини включно. Тобто, групами на величезних еволюційних відстанях, і до цього часу, за винятком ссавців, було показано, що всі вони диктують довголіття. Одного цього факту достатньо, щоб припустити, що і в людині він приховує ключ до розшифрування секретів численних захворювань, що розвиваються в результаті старіння. У будь-якому випадку експерименти на ссавцях уже тривають і, сподіваємось, дадуть відповідь на ці запитання якомога швидше.