Ученые из России и США изучили, как меняется метилирование генов в процессе старения и влияние ограничения количества калорий в рационе мышей на эти молекулярные изменения.
Выяснилось, что возрастные изменения затрагивают многие гены, связанные с молекулярными путями, вовлеченными в процесс старения на клеточном уровне, а длительная низкокалорийная диета препятствует их развитию. Результаты исследования опубликованы в журнале Aging Cell.
В процессе старения в организме происходит множество молекулярных изменений, в том числе изменений эпигенетических (таковыми называются модификации ДНК и белков, не затрагивающие последовательность генетического кода, но оказывающие большое воздействие на работу генов). Один из самых изучаемых эпигенетических процессов — метилирование ДНК (навешивание на ДНК дополнительных метильных групп). Известно, что у ряда живых организмов, в том числе у человека, с возрастом метилирование в некоторых областях генома происходит менее активно, а в других, наоборот, возрастает. Понимание того, какие изменения происходят при старении, может помочь научиться поворачивать их вспять и, таким образом, возможно, увеличивать продолжительность жизни.
Ученые из Сколтеха и Гарвардской медицинской школы (Бостон, США) изучили динамику метилирования в крови у мышей в процессе старения, используя для этого 16 различных возрастных групп. Оказалось, что изменения проявляются в основном в позднем возрасте и представляют собой увеличение энтропии системы метилирования (низкометилированные гены увеличивают степень метилирования, в то время как высокометилированные гены его утрачивают). Кроме того, ученые идентифицировали конкретные клеточные механизмы, затрагиваемые данными изменениями, и выяснили, что многие из них известны своей ролью в процессе старения и являются мишенями лекарств, продлевающих жизнь животных. Наконец, исследователи проследили, как низкокалорийная диета, приводящая к значительному увеличению продолжительности жизни, влияет на найденные изменения. Интересно, что у мышей, которых длительное время держали на низкокалорийной диете, возрастные изменения замедлялись, в то время как кратковременное сокращение калорий не просто не замедлило возрастные изменения, но и, наоборот, привело к их ускорению.
«Данный эксперимент ясно продемонстрировал, что эффект воздействия, продлевающего жизнь, может быть различным в зависимости от длительности применения этого воздействия. Так, в данном случае мы видим, что низкокалорийная диета имеет накопительный эффект и тем сильнее замедляет возрастные изменения, чем дольше животное на ней находится. А краткосрочное воздействие и вовсе приводит к некоторым изменениям, происходящим в процессе старения. Впрочем, они довольно быстро устраняются в ходе дальнейшей диеты», — рассказывает один из авторов исследования, аспирант Сколтеха Александр Тышковский.
