Молекулярний секрет довголіття: вчені виявили «межу тривалості життя»

Спираючись на свої новаторські дослідження епігенетики та переносних елементів, пов’язаних зі старінням, вчені з Університету Етвеша Лоранда досягли значного прориву в розкритті молекулярних механізмів старіння.

Доктора Адам Штурм і Тібор Веллаї з Університету Етвеша Лоранда досягли ще одного значного прориву у вивченні старіння, розширивши своє новаторське дослідження епігенетики старіння та змінних елементів. Ці нові відкриття поглибили наше розуміння молекулярних механізмів старіння.

Їхнє останнє дослідження, опубліковане в Міжнародному журналі молекулярних наук , розкриває новий епігенетичний механізм у мітохондріальній ДНК (мтДНК), який може революціонізувати наш підхід до досліджень та діагностики старіння.

У своїх попередніх знакових статтях «Механізм старіння: основна роль переносних елементів у дезінтеграції генома» (2015) і «Пониження регуляції переносних елементів подовжує тривалість життя Caenorhabditis elegans» (2023) д-р Штурм і д-р Веллаї встановили вирішальне значення роль переносних елементів у процесі старіння. Їхні поточні дослідження розширюють цю основу, відкриваючи новий рівень складності клітинного старіння.

Відкриття мітохондріального епігенетичного годинника

Дослідницька група виявила, що раніше прихована модифікація ДНК, N6-метиладенін (6mA), прогресивно накопичується в мтДНК у міру старіння організмів. Це явище спостерігалося в різних видів , включаючи нематоди Caenorhabditis elegans, плодову мушку Drosophila melanogaster і собак, що свідчить про еволюційно збережений механізм у процесі старіння всіх видів тварин.

«Ми виявили те, що можна описати як «мітохондріальний епігенетичний годинник», — пояснює доктор Штурм. «Цей годинник тікає з різною швидкістю залежно від тривалості життя організму, відкриваючи новий погляд на те, як старіння регулюється на клітинному рівні. Захоплююче спостерігати, як це пов’язано з нашою попередньою роботою над переносними елементами та стабільністю геному».

Щоб вирішити попередні суперечки щодо існування прихованої позначки модифікації 6 мА в геномах тварин, команда розробила новий, надійний метод на основі ПЛР для виявлення цих модифікацій. Ця методика дозволяє точно вимірювати рівні 6 мА в мтДНК, що залежать від послідовності, долаючи обмеження попередніх методів.

Пов’язка накопичення 6 мА з довговічністю

Ключовим висновком дослідження було те, що довгоживучі мутанти C. elegans, які живуть вдвічі довше, ніж хробаки дикого типу, накопичують 6 мА вдвічі менше, ніж їхні звичайні аналоги. Це спостереження тісно пов’язує швидкість накопичення 6 мА з процесом старіння та регуляцією тривалості життя, що нагадує попередні висновки команди щодо активності переносних елементів і довголіття.

Дослідження також з’ясувало ферментативні шляхи, відповідальні за додавання та видалення модифікацій 6mA у мтДНК. Дивно, але це ті самі ферменти, які беруть участь у метилюванні ядерної ДНК, що свідчить про скоординовану епігенетичну регуляцію в різних клітинних компартментах.

Доктор Веллаї наголошує на потенційних наслідках цього відкриття: «Наші відкриття відкривають нові шляхи для розуміння та потенційного втручання в процес старіння. Цей епігенетичний годинник у мтДНК може служити більш доступним і економічно ефективним способом вимірювання біологічного віку порівняно з існуючими методами. У поєднанні з нашими попередніми знаннями про змінні елементи ми отримуємо більш повну картину процесу старіння».

Дослідження прокладає шлях для майбутніх досліджень того, як фактори навколишнього середовища, вибір способу життя та потенційні втручання можуть вплинути на швидкість накопичення 6 мА в мтДНК і активність переносних елементів. Розуміння цих епігенетичних змін може призвести до нових стратегій сприяння більш здоровому старінню та потенційному подовженню тривалості здоров’я.