Одна из причин старения может быть устранена

Изучение редчайшего генетического заболевания — детской прогерии (преждевременного старения), возможно, позволит ученым найти действенные способы продления жизни человека (фото с сайта www.federalpost.ru)

Причиной детской прогерии (преждевременного старения) является мутация гена, кодирующего белок ламин А. Американские ученые обнаружили, что этот белок играет важную роль в старении не только у больных прогерией, но и у здоровых людей, и разработали метод, позволяющий устранить некоторые симптомы старения. К сожалению, этот метод пока применим только для отдельных клеток, но не для целого организма.

Причины и механизмы старения — одна из самых «горячих» тем современной биологии. Существуют десятки различных, в том числе противоречащих друг другу, теорий старения (см. Почему стареет человек, радио «Свобода», 24.03.2006), и это, возможно, отражает не столько «бессилие науки», сколько реально существующее разнообразие факторов и механизмов изучаемого процесса.

Паола Скаффиди (Paola Scaffidi) и Том Мистели (Tom Misteli) из Национального института здоровья США сообщили в последнем номере Science об открытии еще одного такого фактора. На этот раз речь идет о белке ламин А, который участвует в построении «внутреннего каркаса» клеточных ядер. Ранее было установлено, что мутация гена, кодирующего этот белок, приводит к страшной болезни — так называемой детской прогерии (преждевременному старению). Теперь ученым удалось показать, что ламин А имеет самое непосредственное отношение и к процессу «нормального» (не ускоренного) старения у здоровых людей.

Ген ламина А, как и большинство других человеческих генов, состоит из экзонов (участков ДНК, кодирующих ту или иную часть аминокислотной последовательности белка) и интронов (некодирующих участков). В ходе транскрипции (первичного «прочтения» генетической информации) образуется молекула РНК, являющаяся полной копией гена, включая и интроны. Затем происходит сплайсинг — вырезание интронов и сшивание экзонов в единую «зрелую матричную РНК», которая в дальнейшем используется в качестве «инструкции» (матрицы) для синтеза белка.

В результате получается белок преламин А. Он должен пройти еще целый ряд этапов предварительной обработки, чтобы превратиться в полнофункциональный, зрелый белок ламин А.

У больных прогерией мутация приводит к нарушению сплайсинга: вместе с интронами из незрелой РНК вырезается кусок одного из экзонов длиной в 150 нуклеотидов; в итоге образуется укороченный (на 50 аминокислот) преламин А. Это, в свою очередь, приводит к сбоям на последующих этапах созревания ламина А. В конечном счете исходная мутация, состоящая в замене всего-навсего одного нуклеотида, приводит к тому, что зрелый ламин А оказывается очень сильно отличающимся от нормального.

Присутствие в клеточном ядре дефектного ламина А ведет к целому каскаду патологических изменений: резко снижается содержание в ядре некоторых белков, ядерная оболочка сморщивается, нарушается процесс репарации (исправления ошибок при копировании ДНК). Клетки в итоге теряют способность делиться, «отслужившие» клетки перестают заменяться новыми, что и приводит к преждевременному старению организма.

Скаффиди и Мистели обнаружили, что неправильный сплайсинг ламиновой РНК происходит не только у больных прогерией, но и у здоровых людей: различие состоит лишь в частоте возникающих в ходе сплайсинга ошибок (у здоровых они происходят гораздо реже). Ошибки сплайсинга происходят как у старых людей, так и у молодых, причем количество дефектного ламина А в клеточных ядрах с возрастом не увеличивается. Измененный белок в небольшом количестве синтезируется постоянно наряду с нормальным белком. Поначалу это не приводит к заметным отклонениям, но со временем (у пожилых людей) в клетках начинают накапливаться изменения, аналогичные тем, что наблюдаются у больных прогерией.

Чтобы выяснить, связаны ли эти изменения с дефектным ламином А, ученые заблокировали неправильный сплайсинг РНК путем введения в клетки особого олигонуклеотида (короткой молекулы РНК). В результате в клетках стал синтезироваться только нормальный, «правильный» вариант ламина А. Обработанные клетки (фибробласты, взятые у старых людей) «омолодились» буквально на глазах, по крайней мере по ряду параметров. Концентрации некоторых ядерных белков в них нормализовались и стали практически такими же, как в клетках молодых людей.

Возможно, когда-нибудь на основе этого открытия ученые смогут разработать вожделенную «таблетку от старения», но пока до этого еще далеко. Во-первых, метод электропорации (electroporation), использованный для внедрения в клетки «спасительного» олигонуклеотида, годится только для отдельных клеток, но никак не для целого организма. Во-вторых, «омолодить» весь организм в любом случае принципиально сложнее, чем отдельную клетку. В-третьих, в статье Скаффиди и Мистели сообщается об успешном устранении лишь некоторых, но отнюдь не всех симптомов клеточного старения.

Источник: Paola Scaffidi, Tom Misteli. Lamin A—Dependent Nuclear Defects in Human Aging // Science. 2006. V. 312. P. 1059–1063.

См. также:
Испытано первое в мире лекарство от преждевременного старения (радио «Свобода», 22.03.2006).
В. П. Скулачев. Феноптоз, или Запрограммированная смерть организма.
Отключение «гена молодости» SIR2 замедляет старение («Элементы», 21.11.2005).
Секрет долголетия — хорошие гены плюс здоровый образ жизни («Элементы», 15.12.2005).
Генетический анализ евреев ашкенази позволил выявить «ген долголетия» (радио «Свобода», 12.04.2006).
Секрет вечной юности (радио «Свобода», 30.03.2006).

Александр Марков