10 января 2012, 14:04 Наука Размер текста А А А

Птицам накуковали хромосомы

Николай Городецкий close 100%

Связь продолжительности жизни и длины теломер — концевых участков хромосомы — получена экспериментально для певчих птиц зебровых амадин. Эксперты предупреждают, что рассматривать результаты этой работы применительно к человеку нельзя. Теломеры это концевые участки хромосом. Теломерные участки хромосом характеризуются отсутствием способности к соединению с другими хромосомами или их фрагментами и выполняют защитную функцию. В каждом цикле деления теломеры клетки укорачиваются из-за неспособности ДНК-полимеразы синтезировать копию ДНК с самого конца. Данный феномен носит название концевой недорепликации и является одним из важнейших факторов биологического старения. Теломераза – фермент, который добавляет последовательности ДНК к концу цепи на участках теломер.

В результате деятельности теломеразы длина теломерных участков хромосом клетки увеличивается или сохраняется на постоянном уровне, компенсируя, таким образом, концевую недорепликацию и позволяя клетке делиться неограниченно долго.

Искусственно индуцированное образование гена одного из компонентов теломеразы (путем введения гена при помощи методов генной инженерии) делает клеточную культуру иммортальной (бессмертной), т. е. способной делиться неограниченно долго.

Теломераза синтезируется в стволовых, половых и некоторых других типах клеток организма, которым необходимо постоянно делиться для функционирования определенных тканей (например, клетки эпителия кишечника). Обычные соматические клетки организма лишены теломеразной активности.

Клетки 85% раковых опухолей обладают теломеразной активностью, поэтому считается, что активация теломеразы является одним из событий на пути клетки к злокачественному перерождению.

Теломераза была обнаружена Кэрол Грайдер в 1984 году. Однако существование механизма, компенсирующего укорочение теломер (теломеразы), было предсказано теоретически еще советским ученым Алексеем Оловниковым.

Возможность предсказания продолжительности жизни живого организма путем оценки длины концевых участков его хромосом — теломер — рассматривается учеными не первый год. Так, «Газета.Ru» рассказывала в минувшем году о коммерчески доступной методике определения возраста, разработанной специалистами Испанского национального центра исследования рака в Мадриде: авторы методики обещали пациентам оценить их «биологический возраст» (который может быть как больше, так и меньше обычного возраста, называемого «хронологическим»), определить скорость старения организма испытуемых и возможную продолжительность их жизни. Правда, эксперты скептически отнеслись к этой идее. Алексей Оловников, ведущий научный сотрудник Института биохимической физики РАН, теоретически предсказавший существование механизма, компенсирующего укорочение теломер,

в беседе с корреспондентом «Газеты.Ru» заметил, что на длину теломер человека действуют разные факторы, например уровень стресса.

Так, работники, боящиеся, что их уволят, имеют более короткие теломеры, чем их руководители; жены этих работников, в свою очередь, тоже имеют укороченные теломеры по сравнению дамами, не подвергшимися стрессам. «Предсказывать по такому тесту, сколько человек проживет, нельзя, однако такой тест сам по себе полезен. Это хороший тест на ваше текущее состояние», — заявил Алексей Оловников.<2>

Американский биолог Элизабет Блэкберн, которая вместе с Кэрол Грайдер и Джеком Шостаком получила в 2009 году Нобелевскую премию по медицине и физиологии «за открытие механизма защиты хромосом теломерами и ферментом теломеразой», обратила внимание на следующий факт: «Если тест показал, что ваши теломеры укорачиваются слишком быстро, это должно стать для вас тревожным сигналом к пересмотру своего образа жизни и устранению факторов риска. Регулярные физические упражнения, правильное питание и снижение уровня стресса уменьшают скорость укорочения теломер.

Напротив, хроническое стрессовое состояние и курение, например, ускоряют сокращение теломер».

Попытку найти ответ на вопрос, как все же общая продолжительность жизни связана с длиной теломер, предприняла группа шотландских ученых из университета Глазго под руководством Пэта Монагана. Для этого она провела серию экспериментов с участием певчих птиц — зебровых амадин (популярный у биологов модельный организм из семейства вьюрковых). Результаты исследования представлены в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Благодаря тому что в исследовании использовались 99 особей амадин, а анализы для измерения длины их теломер проводились регулярно на протяжении всего жизненного цикла каждой птицы, данная работа выгодно отличается от предыдущих исследований. Ранее ученые брали анализы у одного и того же человека с периодом в несколько лет, а период исследования составлял малую долю всей его жизни.

Главным результатом исследования шотландских ученых стал график продолжительности жизни птицы в зависимости от длины ее теломер в юном возрасте.

Долгоживущие особи имели более длинные теломеры по сравнению с короткоживущими, причем во всех возрастных группах.

Так, птенцы амадин, имевшие самые длинные теломеры в возрасте 25 дней, прожили дольше всех. При этом длина теломер амадин, возраст которых составлял три года, никак не указывала на продолжительность их жизни.

Таким образом, научный коллектив под руководством Монагана смог предоставить первые свидетельства в пользу того, что срок жизни живого существа «зашифрован» в концевых участках хромосом.

«Это исследование очень важно: ведь впервые показано, что различия длины теломер позволяют прогнозировать продолжительность жизни»,

— заявила Nature News Мария Бласко, сотрудник вышеупомянутого Испанского национального центра исследования рака в Мадриде, который предлагает коммерческий тест по определению продолжительности жизни.

Однако ведущий автор работы Пол Монаган предостерегает всех, кто ознакомится с его публикацией, от того, чтобы сломя голову бежать измерять длину своих теломер. Ему вторит и независимый эксперт Данкан Бэйрд, изучающий теломеры в Университете Кардиффа: «Немедленно использовать результаты этой работы применительно к человеку невозможно. Это совсем другая ситуация».