Кофе или пиво? От выбора зависит состояние генома

(Фото: Michele Hogan)

Стрессогенные факторы окружающей среды влияют на длину теломер

В мире напитков кофе и пиво – полярные противоположности. Кофе бодрит нас, пиво - расслабляет. Профессор кафедры молекулярной микробиологии и биотехнологии Тель-Авивского университета (Tel Aviv University) Мартин Купиек (Martin Kupiec) и его группа установили, что эти напитки, возможно, оказывают противоположное воздействие и на наш геном. Работая с одним из видов дрожжей, имеющих значительное генетическое сходство с организмом человека, исследователи пришли к выводу, что кофеин укорачивает, а алкоголь удлиняет теломеры – концевые участки хромосомной ДНК, связываемые учеными с развитием рака и процессом старения.

«Впервые выявлены несколько факторов окружающей среды, которые изменяют длину теломер, и мы показали, как они это делают», - комментирует свою работу профессор Купиек. «То, что мы узнали, может в будущем внести вклад в профилактику и лечение заболеваний человека».

Состоящие из ДНК и белков теломеры – концевые участки цепочек ДНК наших хромосом – играют очень важную роль: они обеспечивают восстановление и правильное копирование этих цепочек. При каждом делении клетки теломеры несколько укорачиваются. В конечном итоге они становятся слишком короткими, и клетка погибает. Механизмами, позволяющими избежать такой судьбы, обладают только фетальные и раковые клетки. Они воспроизводятся неограниченно долго.

Исследователи решили расширить рамки исследования, проведенного в 2004 году лауреатом Нобелевской премии молекулярным биологом профессором Элизабет Блэкбёрн (Elizabeth Blackburn), которая предположила, что эмоциональный стресс вызывает характерное для старения укорочение теломер, по-видимому, за счет образования в клетках свободных радикалов. Чтобы проверить этот эффект, профессор Купиек и его коллеги вырастили дрожжевые клетки в условиях, способствующих образованию АФК. Они были удивлены, обнаружив, что длина теломер не изменилась.

Пойдя дальше, ученые подвергли дрожжевые клетки воздействию 12 других стрессогенных факторов окружающей среды. Большинство из этих факторов – от изменения температуры и рН до различных лекарств и химических веществ – не оказало на длину теломер никакого влияния. Но низкая концентрация кофеина, аналогичная его содержанию в эспрессо, укорачивала теломеры, а воздействие 5-7-процентного раствора этанола, напротив, удлиняло их.

Чтобы дать объяснение этим изменениям, исследователи провели скрининг 6000 штаммов дрожжей. У каждого из этих штаммов было выключено по одному разному гену. Проведя генетический анализ штаммов с самыми длинными и самыми короткими теломерами, они пришли к выводу, что основными игроками, опосредующими влияние стрессогенных факторов окружающей среды на длину теломер, являются два гена - Rap1 и Rif1. В общей сложности, в сохранении длины теломер задействовано около 400 генов, отмечают ученые, подчеркивая важность этой генной сети в поддержании стабильности генома. Удивительно, но большинство из этих генов присутствуют и в геноме человека.

«Впервые проанализирована сложная система, в которой известны все влияющие на нее гены», - говорит профессор Купиек. «Получается, что длина теломер является чем-то очень точным, что позволяет предположить, что эта точность имеет важнейшее значение и должна быть защищена от воздействия окружающей среды».

Чтобы доказать, что между длиной теломер и старением или раком существует не простая корреляция, а причинно-следственная связь, необходимы дальнейшие лабораторные эксперименты, подчеркивают исследователи. Только тогда станет известно, реагируют ли теломеры человека на те же сигналы, что и теломеры дрожжей. А пока, рекомендует профессор Купиек, «постарайтесь расслабиться и выпейте немного кофе и немного пива».

По материалам

Coffee or Beer? The Choice Could Affect Your Genome

Оригинальная статья

Gal Hagit Romano, Yaniv Harari, Tal Yehuda, Ariel Podhorzer, Linda Rubinstein, Ron Shamir, Assaf Gottlieb, Yael Silberberg, Dana Pe'er, Eytan Ruppin, Roded Sharan, Martin Kupiec. Environmental Stresses Disrupt Telomere Length Homeostasis

© «Кофе или пиво? От выбора зависит состояние генома». Полная или частичная перепечатка материала разрешается при обязательной незакрытой от индексации, незапрещенной для следования робота активной гиперссылке на страницу Старение. Письменное разрешение обязательно.

Еще о старении

Ниацин – источник вечной молодости?

Белок мышц активно влияет на продолжительность жизни

Испанские ученые представили кардинально новый взгляд на явление сенесценции

Старение ослабляет контроль над генами, но этот процесс пластичен и обратим

Еще раз о синтетических антиоксидантах: не наносим ли мы вред своему здоровью?

Пятикратное увеличение продолжительности жизни C. elegans достигается сочетанием двух мутаций

Одна из возможных причин старения – нарушение коммуникации между ядерным и митохондриальным геномами

Интегрин-зависимая киназа – новый ключ к процессу старения?

Возраст – не препятствие для регенерации нейронов, считают ученые из Йеля

Изменения в белке SirT1 позволяют предотвратить развитие метаболического стресса