ДНК тех, кому за 105 лет, раскрыла секреты долголетия

Учёные впервые полностью проанализировали ДНК десятков людей, отметивших сто пятый день рождения. Оказалось, что у долгожителей есть особые гены, обеспечивающие здоровую старость.

Биологи проанализировали геномы 81 добровольца, каждый из которых был не моложе 105 лет. Для сравнения использовались образцы ДНК 36 здоровых людей, средний возраст которых составлял 68 лет.

Авторы сверили свои данные с результатами исследования, в котором участвовало 333 человека старше ста лет и 358 человек в возрасте около 60 лет (но в тот раз анализировалась не вся ДНК, а только некоторые её участки).

Скрупулёзная работа выявила немало любопытного.

Прежде всего, в ДНК долгожителей накопилось меньше мутаций, чем в геномах из контрольной группы, несмотря на то, что контрольные испытуемые были младше.

Поясним, о чём речь. Молекула ДНК похожа на длинную цепь, состоящую из звеньев (нуклеотидов) четырёх видов: А, Г, Ц и Т. Например, короткий участок ДНК может выглядеть так: ААТГЦАЦГГ. Молекула ДНК человека – это двойная спираль, каждая из двух нитей которой содержит более трёх миллиардов нуклеотидов.

При делении клетки происходит репликация (удвоение) ДНК, когда по образу и подобию молекулы ДНК материнской клетки собирается ДНК дочерней. В клетке есть сложные биохимические механизмы, обеспечивающие репликацию, но они небезупречны. Время от времени происходит ошибка, например, замена одного нуклеотида другим, пропуск или, напротив, удвоение нуклеотида. Другими словами, "принтер" клетки может вместо ТГЦ напечатать AГЦ, или TТГЦ, или просто ГЦ. А это уже изменение ДНК, то есть мутация.

Ещё один источник мутаций – это ошибки, происходящие при "ремонте" (репарации) молекулы ДНК. Репарация жизненно необходима клетке, потому что молекула ДНК не слишком прочна. Цепь из трёх миллиардов звеньев может разорваться по многим причинам, например, из-за высокой температуры. Репарация вновь соединяет разорванную нить ДНК, но иногда это происходит с ошибкой, то есть опять-таки появляется мутация.

​Исследователи проанализировали крупнейшее в мире фамильное древо в поисках тайн долголетиячитайте также

Мутация, возникшая в ДНК конкретной клетки, отражается на жизнедеятельности этой клетки и всех "потомков", которые произойдут от неё при делении. Мутации могут быть безобидными, а изредка даже полезными, но довольно часто они вредны. Поэтому, в общем и целом, чем меньше мутаций накопилось в клетках организма, тем лучше он функционирует.

Понятно, что чем дольше человек живёт на свете, тем больше раз его клетки совершили деление или репарацию и тем больше мутаций накопили. Неудивительно, что клетки 80-летнего человека функционируют хуже, чем 30-летнего, со всеми вытекающими последствиями для здоровья и внешнего вида. Накопление мутаций в ДНК клеток – один из основных факторов старения.

Впрочем, тут есть нюансы. Многие обстоятельства влияют на то, насколько часто при репликации и репарации будут происходить губительные ошибки. Прежде всего важен образ жизни. Например, употребление алкоголя и табака – мощный негативный фактор.

Важна и наследственность. У человека есть гены, отвечающие за правильность репарации, а также за самоуничтожение (апоптоз) клеток, получивших наиболее тяжёлые мутации. Именно таков ген STK17A. И этот самый ген был более активен у долгожителей, чем у добровольцев из контрольной группы.

Отметим, что STK17A выполняет ещё одну важную функцию: регулирует содержание в клетке активных форм кислорода (АФК). Эти вредные вещества повреждают клетку, что является одним из ключевых механизмов старения. С избытком АФК борется и ещё один ген, необычно активный у долгожителей – BLVRA.

Между прочим, основным производителем АФК в клетке являются митохондрии – её "энергетические станции". При этом с возрастом они продуцируют всё больше этих вредных соединений. В связи с этим особенно интересно, что долгожители отличались пониженной активностью гена COA1, влияющего на работу митохондрий.

Возможно, однажды эти знания помогут медикам создать новые лекарства, замедляющие старение и продлевающие жизнь. А пока лучшим средством от старости остаётся здоровый образ жизни, физическая и умственная активность и своевременное обращение к врачам.

Подробности исследования изложены в научной статье, опубликованной в журнале eLife.

Больше новостей из мира науки вы найдёте в разделе "Наука" на медиаплатформе "Смотрим".