Клетки меняют судьбу за секунду: найден набор сигналов, который запускает обновление организма изнутри
С возрастом организм человека всё хуже справляется с восстановлением: клетки теряют способность эффективно обновляться, а повреждения накапливаются и отражаются на работе органов. Эти изменения долго могут оставаться незаметными, но со временем приводят к системным сбоям. Новое исследование американских учёных показывает, что некоторые возрастные процессы в клетках потенциально обратимы. Об этом сообщает журнал PNAS.
Как учёные обнаружили молекулярный "переключатель"
Команда исследователей из Калифорнийского университета в Сан-Франциско сосредоточилась на транскрипционных факторах — белках, которые управляют активностью генов и задают поведение клеток. Они не создают новые гены, но способны менять режим работы уже существующих, включая механизмы деления, обмена веществ и регенерации тканей.
В экспериментах на пожилых мышах усиление активности одного из таких факторов в клетках печени привело к заметным изменениям. В органе уменьшилось накопление жира, снизилось количество рубцовой ткани и улучшилась толерантность к глюкозе. Эти признаки обычно ассоциируются с более "молодым" состоянием печени и укладываются в представления о том, что старение организма происходит неравномерно и может сопровождаться резкими биологическими сдвигами, о которых ранее говорили в материале о том, что старение человека происходит скачками.
Что произошло с человеческими клетками
Параллельно учёные провели серию экспериментов с культурами фибробластов человека. Эти клетки образуют соединительную ткань и играют ключевую роль в поддержании структуры органов. При изменении уровней сразу четырёх транскрипционных факторов фибробласты начали активнее делиться, показали рост энергетического обмена и другие признаки функционального омоложения.
"Изменяя экспрессию генов с помощью выявленных нами факторов транскрипции, мы заставили старые фибробласты вести себя как более молодые, что после также улучшило здоровье старых мышей", — отмечает биохимик Хао Ли.
Подобные результаты перекликаются с современными подходами к оценке биологического возраста, где ключевым становится не календарное число лет, а молекулярное состояние клеток. Например, схожие принципы лежат в основе исследований, где эпигенетические методы позволяют точнее определять возраст организмов, включая работы о том, как эпигенетические часы уточнили возраст собак.
Как нашли четыре ключевых фактора
Чтобы выявить наиболее значимые регуляторы, исследователи сравнили молодые и старые фибробласты человека с помощью вычислительной модели. Алгоритм проанализировал возрастные изменения экспрессии генов и выделил около 200 потенциальных транскрипционных факторов. Последовательные эксперименты с их активацией и подавлением позволили сузить список до четырёх основных: E2F3, EZH2, STAT3 и ZFX.
Открытие дало основания предположить, что существует универсальный молекулярный механизм, способный частично возвращать клеткам молодое функциональное состояние вне зависимости от их типа. Это делает подход особенно интересным для дальнейших исследований старения тканей.
Почему выводы требуют осторожности
Несмотря на обнадёживающие результаты, авторы подчёркивают, что говорить о клиническом применении пока рано. Эксперименты на мышах длились всего несколько недель, а долгосрочные последствия такого вмешательства остаются неизвестными. Кроме того, один из факторов — EZH2 — при избыточной активности связан с неконтролируемым ростом клеток и может повышать онкологические риски.
