Жить в пять раз дольше

Старение организма – биологический процесс, в ходе которого происходит ослабление его жизненных функций. Предотвратить старение нельзя, но его можно замедлить. Над этой проблемой ученые бьются уже не одно десятилетие. В каждой клетке есть генетическая программа, запускающая старение. Чтобы изобрести эликсир вечной молодости, нужно понять, как работает эта программа. Уже известно, что есть гены, выключение которых увеличивает продолжительность жизни. Один из них – ген daf-2, кодирующий рецептор, похожий на инсулиновый рецептор человека. С этим рецептором связывается инсулиноподобный фактор роста 1 (IGF-1) и запускает сигнальный метаболический каскад – путь инсулина / инсулиноподобного фактора роста (IGF-1). Другой путь, регулируемый генами старения, – путь мишени рапамицина (TOR). TOR – это фермент протеинкиназа, активность которой ингибируется бактериальным токсином рапамицином. Оба пути регулируют рост, развитие и выживание клеток. Когда много пищи, эти пути активны и направляют энергетические ресурсы на рост и размножение организма. В условиях нехватки пищевых ресурсов активность IGF и TOR снижается и включается программа выживания организма. Энергетические ресурсы направляются на синтез защитных молекул (запасных питательных веществ, антиоксидантных белков и др.). Благодаря усиленной защите организм переживает не только периоды голода, но и другие экологические стрессы.

Ученым из Нанкинского университета (Китай) в сотрудничестве с американскими учеными биологической лаборатории MDI (Mount Desert Island) и Института исследований старения Бака удалось увеличить продолжительность жизни круглого червя Caenorhabditis elegans в несколько раз. C. elegans выбрали в качестве экспериментального организма по двум причинам: его геном во многом совпадает с геномом человека и у него короткая продолжительность жизни, около трех недель, что позволяет быстро получать результаты. В C. elegans гены daf в условиях нехватки пищи или высокой температуры контролируют переход взрослой особи в личиночную стадию. Личинки не размножаются и не развиваются, зато у них активно работают гены устойчивости к стрессу.

В более ранних исследованиях было установлено, что мутации в гене daf-2 увеличивают продолжительность жизни червя на 100%, а мутации в гене TOR на 30%. Это происходит за счет активации у мутантов генов устойчивости к стрессу. В описываемом исследовании использовали двойной мутант, в котором были изменены пути передачи сигналов IGF-1 и TOR. Оказалось, что такой двойной мутант живет в пять раз дольше. У червей-долгожителей изменялась работа рибосом и митохондрий.

Результаты этой работы показывают, что в организме все сигнальные пути взаимосвязаны и образуют сети. А это значит, что таблетка от старости должна включать набор веществ, каждое из которых влияет на свой путь. Получается геронтологический коктейль! («Cell Reports». 2019, 28, 4, 1050.)