Дослідники з Університету Бар-Ілан виявили зміни в білках, пов’язані з довголіттям у процесі еволюції ссавців. За останні десятиліття тривалість життя людей постійно зростала. Однак цей прогрес також призвів до зростання частки населення, яка страждає від вікових захворювань, таких як рак, нейродегенеративні хвороби та діабет. Щоб продовжити не лише тривалість життя, а й період активного здоров’я (healthspan), необхідне глибше розуміння біологічних механізмів, що сприяють здоровому старінню.
У природі тривалість життя ссавців варіюється надзвичайно сильно: від 1–2 років у деяких гризунів до понад століття у китів та людей — різниця у 100 разів. Така різноманітність ставить важливе питання: які біологічні фактори дозволяють довгоживучим видам підтримувати здоров’я до глибокої старості?
У новому дослідженні, опублікованому в Nature Communications, науковці з Університету Бар-Ілан намагаються дати відповідь на це питання, спираючись на саму еволюцію — найдовший і наймасштабніший природний експеримент — щоб розкрити секрети довголіття.
Дослідження проводила команда під керівництвом професора Хаїма Коена, директора Центру здорового людського довголіття імені Саголя на факультеті природничих наук Університету Бар-Ілан, у співпраці з доктором Сагі Сніром з Хайфського університету.
Відстеження змін у білках між видами
Аспірантка Саріт Фельдман-Трабельсі з лабораторії проф. Коена розробила новий обчислювальний інструмент під назвою PHARAOH (Positive posttranslational Modifications Regulator of Healthspan — Позитивний регулятор посттрансляційних модифікацій тривалості здоров’я). Використовуючи сучасні статистичні методи, PHARAOH порівнював білкові послідовності у 107 видів ссавців з різною тривалістю життя. Такий підхід дозволив дослідникам відстежити конкретні зміни білків, особливо посттрансляційні модифікації (PTMs), такі як ацетилювання, упродовж еволюції та визначити ті, що систематично зустрічаються у довгоживучих видів.
PTMs регулюють ключові клітинні процеси та пов’язані зі стійкістю до вікових захворювань, включаючи рак. Порівнюючи довгоживучих і короткоживучих ссавців, команда виявила стабільні білкові модифікації, пов’язані з продовженням життя. Експериментальні підтвердження показали, що виявлені PHARAOH модифікації відіграють важливу біологічну роль у процесах старіння та захисту від хвороб.
Значення для здоров’я та стійкості до хвороб
«Наші результати відкривають перспективний шлях до розуміння того, як білкові модифікації можуть захищати від вікових захворювань і сприяти довшому та здоровішому життю», — зазначив професор Коен. «Визначивши PTMs, пов’язані з довголіттям, ми можемо почати розробку терапевтичних стратегій, що імітують ці природні, еволюційно збережені механізми».
Одним із найбільш вражаючих висновків дослідження стало те, що великі ссавці, такі як кити, демонструють значно нижчі рівні онкологічних захворювань, незважаючи на значно більшу кількість клітин. Дослідники виявили, що певні PTMs у цих видів, ймовірно, виконують захисну функцію проти раку, проливаючи світло на молекулярні стратегії довголіття та стійкості до хвороб.
Ці результати прокладають шлях до майбутніх досліджень терапій, спрямованих на білки та їх модифікації, пов’язані зі здоровим старінням. Використовуючи стратегії довголіття самої природи, науковці прагнуть відкрити нові методи уповільнення старіння та боротьби з такими хворобами, як рак, хвороба Альцгеймера і діабет.