logo

Пользовательского поиска

Wednesday 26th of September 2018

Биологические часы: ученые изучают вклад эпигенетики в старение клеток

Печать E-mail
Рейтинг пользователей: / 0
ХудшийЛучший 
Актуальные темы - Старение
Автор: Administrator   
07.10.2010 19:37

4

 

(Рис. helladelicious.com)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Клетки человеческого организма, как кошки, имеют конечное число жизней: после определенного количества делений (хорошо, что больше девяти) их форма изменяется, скорость деления замедляется и, в конечном итоге, деление прекращается совсем – феномен, известный как «клеточное старение».


Биологи знают, что «клеточные часы» - это структуры на концах хромосом, известные как теломеры. Они записывают, сколько «жизней» клетка уже израсходовала. До сих пор ученые еще не определили, как тиканье этих часов сигнализирует о приближении забвения клетки.

В статье, опубликованной в журнале Nature Structural and Molecular Biology, группа ученых под руководством Яна Карлзейдера (Jan Karlseder), PhD, из Института биологических исследований Солка (Salk Institute for Biological Studies) сообщает, что когда клетки приближаются к старению и теломеры максимально укорачиваются, структура упаковки ДНК в хромосомах претерпевает значительные изменения. Эти изменения, вероятно, и вызывают то, что мы называем старением.

«Мы знали, что по мере деления клетки теломеры становятся короче и короче и что, когда они достигают критической длины, клетки прекращают деление или умирают», - говорит доктор Карлзейдер, адъюнкт-профессор лаборатории молекулярной и клеточной биологии. «Что-то должно перевести локальный сигнал, возникающий у концов хромосом, в мощный сигнал, воспринимаемый всем ядром. Но здесь в биологии клетки существовал большой пробел».

Доктор Карлзейдер и постдокторант его лаборатории Родди О'Салливан (Roddy O'Sullivan), PhD, решили восполнить этот пробел, сравнив уровни белков-гистонов в молодых клетках, которые уже прошли 30 делений, и в клетках «позднего среднего возраста», разделившихся 75 раз и вступивших на путь старения, о котором можно говорить на отметке в 85 делений. Гистоновые белки связывают линейные цепочки ДНК и «сжимают» их в ядерные комплексы, вместе называемые хроматином.

Карлзейдер и О'Салливан установили, что стареющие клетки синтезировали меньше гистоновых белков, чем молодые.

Ян Карлзейдер (Jan Karlseder) (слева) и сотрудник его лаборатории Дэниэл Лэкнер (Daniel Lackner).

 

Ян Карлзейдер (Jan Karlseder) (слева) и сотрудник его лаборатории Дэниэл Лэкнер (Daniel Lackner). (Фото: Salk Institute for Biological Studies)

 

 

 

«Мы были удивлены тому, что по мере старения клеток уровни гистонов снижались», - говорит доктор О'Салливан, первый автор исследования. «Эти белки необходимы по всему геному, и поэтому любое событие, нарушающее правильную работу этой «производственной линии», оказывает влияние на стабильность всего генома».

Проведя исчерпывающие «замедленные» сравнения гистонов молодых и стареющих клеток, исследователи подтвердили, что заметные различия в численности и разнообразии этих белков отчетливо проявляются при каждом делении в течение всей жизни клетки.

Доктор О'Салливан называет структуру гистонов молодых клеток «счастливым, здоровым хроматином». В противоположность этому при удвоении числа хромосом в процессе подготовки к клеточному делению стареющие клетки, очевидно, подвергаются стрессу и испытывают сложности в восстановлении «здоровой» структуры хроматина, когда деление закончено.

Сравнение структур хроматина в клетках, взятых у людей в возрасте 9-ти и 92-х лет, зеркально отражало тенденции в изменении гистонов, наблюдаемые в клеточных линиях.

«Эти ключевые эксперименты позволяют предположить, что, то, что мы наблюдаем в культурах клеток в лабораторных условиях, действительно происходит и хорошо соотносится со старением в популяции», - говорит Карлзейдер.

Начало болезней старения, таких как рак, в значительной мере связывается с повреждением ДНК, то есть с генетикой организма. Но это исследование американских ученых дает основания полагать, что старение – бесконечно сложный процесс: прогрессирующее укорачивание теломер ускоряет старение хромосом, изменяя картину взаимодействия генов с гистонами – так называемые эпигенетические изменения. То, как ДНК взаимодействует с гистонами, оказывает огромное влияние на экспрессию генов. Отсюда проявляемый в последнее время учеными повышенный интерес к связи эпигенетической картины генома с целым рядом заболеваний.

С каждым делением клетки защитные «колпачки» на концах хромосом (красные и зеленые точки) становятся короче и короче. Когда теломеры «изнашиваются», структура упаковки ДНК в хромосоме претерпевает серьезные изменения. Эти изменения, вероятно, и приводят к  тому, что мы называем старением.

 

С каждым делением клетки защитные «колпачки» на концах хромосом (красные и зеленые точки) становятся короче и короче. Когда теломеры «изнашиваются», структура упаковки ДНК в хромосоме претерпевает серьезные изменения. Эти изменения, вероятно, и приводят к тому, что мы называем старением. (Фото: Dr. Jan Karlseder, Salk Institute for Biological Studies)

 

 

 

Эксперименты, в которых ученые искусственно ускоряли старение клеток, подтвердили, что посылаемые укорачивающимися теломерами сигналы вызывают эпигенетические изменения. Когда стареющие клетки были изменены так, что могли экспрессировать теломеразу – фермент, восстанавливающий и удлиняющий теломеры, – обновленные клетки демонстрировали уровни гистонов, приближающиеся к «счастливому, здоровому хроматину», и частичное возвращение к структурам хроматина, свойственным молодым клеткам.

Если вы видите свое бессмертие в удлинении ваших теломер, будьте осторожны: «Обратная сторона удлинения теломер состоит в том, что вы придаете клеткам способность расти в течение более длительных периодов и можете получить то, что называется «бессмертными» клетками», - предупреждает профессор Карлзейдер. «Это делает вас на шаг ближе к развитию клеток раковых».

До настоящего времени лаборатория профессора Карлзейдера преимущественно занималась взаимодействием теломер с механизмами репарации ДНК. Последняя работа переносит их в область эпигенетики.

«Мы продолжим изучение эпигенетических изменений в клетках различного возраста», - говорит исследователь. Ученые хотят выяснить, «является ли накопление изменений в гистонах линейным процессом или по мере старения этот процесс активируется».

Исследование финансировалось Национальным институтом здравоохранения США (National Institutes of Health), Фондом медицинских исследований Джорджа Хьюитта (George E. Hewitt Foundation for Medical Research), Исследовательским фондом Эрнста Шеринга (Ernst Schering Research Foundation) и Европейским союзом (European Union).

 

 

По материалам

Ticking of a cellular clock promotes seismic changes in the chromatin landscape associated with aging

 

Оригинальная статья:

Roderick J O'Sullivan, Stefan Kubicek, Stuart L Schreiber & Jan Karlseder. Reduced histone biosynthesis and chromatin changes arising from a damage signal at telomeres

 

© «Биологические часы: ученые изучают вклад эпигенетики в старение клеток». 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


Новая группа белков увеличивает продолжительность жизни лабораторных червей на 30 процентов

Биологи нашли еще один ключ к клеточному старению

Секреты долголетия

Почему так долго живет саламандра?

Установлена связь между белками множественной лекарственной резистентности и продолжительностью жизни клеток

Ученые подтвердили тесную связь белка SIRT1 и гипоталамуса в реакции организма на низкокалорийную диету

Белки, связанные с нейродегенеративными заболеваниями, образуют бляшки в процессе нормального старения

Очередной шаг на пути к созданию антивозрастных препаратов

Ученые выведали у природы ключевой путь к старению

Теломераза поворачивает процесс старения вспять?

 

 

Related Articles:
 

Vinaora Visitors Counter

mod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_counter
mod_vvisit_counterToday43
mod_vvisit_counterYesterday1356
mod_vvisit_counterThis week4260
mod_vvisit_counterLast week13330
mod_vvisit_counterThis month31229
mod_vvisit_counterLast month26517
mod_vvisit_counterAll days4121635

We have: 61 guests, 2 bots online
Your IP: 54.162.15.31
 , 
Today: Сен 26, 2018

RSS

Новое на LST

Работает на Joomla!. Valid XHTML and CSS.