Хотя видимые признаки старения обычно безошибочны, выяснить, что их вызывает, было непросто. Исследователи из Медицинского колледжа Бейлора и сотрудничающих с ним учреждений обнаружили, что клеточный феномен, называемый криптической транскрипцией, который был ранее описан и связан со старением у дрожжей и червей, повышается в стареющих стволовых клетках млекопитающих.
Команда сообщает в журнале Nature Aging, что загадочная транскрипция возникает из-за того, что клеточный механизм, который держит ее под контролем, разваливается по мере старения клеток. Полученные данные свидетельствуют о том, что стратегии, контролирующие скрытую транскрипцию, могут иметь эффекты, способствующие долголетию.
"В предыдущей работе мы показали, что криптическая транскрипция у дрожжей и червей является не только маркером старения, но и причиной," сказал автор-корреспондент д-р. Вэйвэй Данг, доцент кафедры молекулярной генетики и генетики человека и Центр Хаффингтона по проблемам старения в Бейлоре. "Уменьшение количества этой аберрантной транскрипции в этих организмах продлило их продолжительность жизни."
Скрытая транскрипция – это явление, которое мешает нормальным клеточным процессам. Нормальная транскрипция генов – это первый шаг в производстве белков. Он начинается в определенном месте ДНК, которое называется промотором. Именно здесь ген, кодирующий белок, начинает транскрибироваться в РНК, которая в конечном итоге транслируется в белок. Транскрипция генов хорошо регулируется
клеточный процесс, но по мере старения клетки теряют способность контролировать его.
"Промоторы имеют определенную последовательность ДНК, которая определяет начальную точку процесса транскрипции, которая обычно находится перед фактической кодирующей последовательностью белка," объяснил Данг. "Но похожие промоторные последовательности существуют в других местах, в том числе вдоль фактической кодирующей последовательности белка, и они могут запускать транскрипцию и генерировать более короткие транскрипты, называемые криптическими транскриптами. Здесь мы исследовали, увеличивается ли криптическая транскрипция с возрастом у млекопитающих, и возможные механизмы, участвующие в этом явлении."
Команда работала со стволовыми клетками млекопитающих, которые, как было показано, играют значительную роль в старении. Они адаптировали метод обнаружения скрытой транскрипции для определения уровня этой транскрипции в стволовых и культивируемых клетках мышей и человека. По сравнению с молодыми стволовыми клетками, у более старых была повышенная скрытая транскрипция. Они также изучили другие стареющие клетки и обнаружили, что в большинстве клеток, охватывающих ряд тканей, криптическая транскрипция также увеличивается с возрастом.
"В целом, наши результаты показывают, что повышенная криптическая транскрипция является признаком старения млекопитающих," Данг сказал.
У молодых клеток есть механизмы для предотвращения скрытой транскрипции. В старых клетках млекопитающих исследователи обнаружили, что один из таких механизмов, который включает ограничение доступа к хроматину, материалу, из которого состоят хромосомы, не работает, что способствует производству криптических транскриптов.
"До сих пор не ясно, как повышенная криптическая транскрипция способствует старению, но накапливаются доказательства того, что она губительна для млекопитающих, как и для дрожжей и червей," Данг сказал. "В будущих исследованиях могут быть найдены способы уменьшить эффекты криптической транскрипции, способствующие старению."