Докопаться до истоков генетики/эпигенетики старения и долголетия

С момента зарождения цивилизации люди продолжают поиски секретов долголетия и пытаются продлить свою жизнь. Однако только в течение последних двух десятилетий, благодаря достижениям в областях секвенирования геномов и эпигенетического анализа, а также увеличению государственного финансирования данной отрасли произошло стремительное накопление новых данных, позволивших исследователям разработать комплексные модели и теории старения. Тогда как специалисты еще не пришли к единому мнению, в данной области продолжают доминировать эволюционные теории. Эти теории прогнозируют существование определенных генов, обеспечивающих преимущество при естественном отборе на ранних этапах жизни и одновременно отрицательно сказывающихся на продолжительности жизни, то есть генов, обеспечивающих выживание.

С другой стороны, исследователи открывают все новые и новые гены человека и животных, мутации или гиперэкспрессия которых приводят к увеличению продолжительности жизни, – так называемые геронтогены. Более того, при этом вскрываются генетические и эпигенетические механизмы, оказывающие положительное влияние на долголетие.

Исследователи из России и США провели комплексный анализ собранных на сегодняшний день научных данных и установили, что большая часть вовлеченных в регуляцию продолжительности жизни генов, а также генетических и эпигенетических механизмов тесно взаимосвязаны с механизмами развития стресс-реакции. Это подтверждает существование так называемой «программы долголетия».

Как правило, гены-регуляторы программы долголетия подавляют умеренные стресс-реакции. Умеренная гиперэкспрессия генов-эффекторов долголетия, вовлеченных в развитие стресс-реакций на повреждение ДНК, белков или других клеточных компонентов, увеличивает продолжительность жизни. Тогда как умеренный стресс индуцирует «программу долголетия» путем стимуляции экспрессии обеспечивающих выживание генов, что обеспечивает предотвращение возникновения или устранение повреждений, хронические или острые стресс-реакции истощают механизмы защиты и ускоряют старение.

Процессы, регулируемые ускоряющими и замедляющими старение генами, существуют на всех уровнях организма, начиная от молекулярных и заканчивая системами органов. Их многоуровневая организация, взаимопроникновение уровней, а также взаимодействие регулярных и стохастических элементов и формируют процесс старения.

По словам одного из авторов исследования профессора Алексея Москалева из института биологии РАН, изучение влияния мутаций и эпимутаций на продолжительность жизни и скорость старения расширяет спектр потенциальных фармакологических и генотерапевтических мишеней, а также биомаркеров, которые можно использовать в терапии возрастных заболеваний.

Исследователи также впервые детально проанализировали государственные гранты, выданные на изучение генов, вовлеченных в процессы старения. По словам авторов, одним из инструментов, способным помочь разобраться в направлении развития еще неопубликованных научных исследований, является анализ резюме в заявках на получение грантов.

На основании результатов такого анализа они пришли к интересным выводам. Исследовательское направление генетики старения является сравнительно молодым. Ген р53 был идентифицирован в 1979 году, а его роль в старении установлена в 1987 году. В среднем гены старения, известные на сегодняшний день, были идентифицированы 21 год назад, при этом до их первого упоминания совместно с термином «старение» прошло в среднем 9,7 лет. Приблизительный размер финансирования, потраченного на изучение ассоциированных со старением генов, составил более 8,5 миллиардов долларов США, что вылилось в более чем в 195 000 публикаций. При этом большая часть финансирования была потрачена на изучение генов, вовлеченных в стресс-реакцию.

Самая большая сумма, потраченная на изучение одного гена, при условии наличия в поданном на получение гранта резюме термина «старение», составила 195 миллионов долларов США, что соответствует менее чем 5% всего финансирования, потраченного на изучение гена р53. SIRT1 является единственным геном, на анализ роли которого в старении потрачено более 100 миллионов долларов США, при этом только 14% финансирования потрачено на изучение его свойств, не связанных с процессом старения. Большинство генов, ассоциированных со старением и долголетием, вовлечены и в другие биологические процессы, поэтому большая часть финансирования и публикаций, в которых они упоминаются, относятся к другим областям исследования.

Статья Alexey A Moskalev et al. Genetics and epigenetics of aging and longevity опубликована в журнале Cell Cycle.

Евгения Рябцева
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам ScienceDaily:
Drilling into trends in genetics, epigenetics of aging, longevity.

01.04.2014