«Мы почти ничего не знаем о том, как естественный процесс старения влияет на молекулярную программу работы иммунных клеток. Мы проследили за тем, как с возрастом меняется жизнедеятельность моноцитов (один из типов иммунных клеток, – прим. ТАСС) здоровых людей. Благодаря этому мы выделили несколько участков в их геноме, эпигенетические метки в которых сильно изменились в ту или другую сторону», – пишут исследователи.
По мере старения активность многих генов, а также концентрация важнейших биологических молекул, в том числе различных ферментов, сигнальных веществ и антител, значительно меняется. Отслеживая подобные изменения, медики могут определять биологический возраст человека и оценивать темпы дряхления его тела.
К примеру, пять лет назад биологи обнаружили, что концентрация одного из важнейших «помощников» ферментов, вещества НАД, очень сильно снижается по мере старения организма. Это соединение само по себе не ускоряет реакции, но участвует в переносе электронов от одной молекулы к другой, помогая клеткам извлекать энергию из питательных веществ и производить новые белки и важнейшие «кирпичики жизни».
Российские и зарубежные ученые под руководством доцента Вашингтонского университета в Сент-Луисе (США) Максима Артемова открыли еще один маркер старения. Они изучали, как меняется поведение и работа моноцитов – одного из самых распространенных типов иммунных клеток, по мере старения тела их обладателей.
Для этих экспериментов ученые собрали группу из двух десятков молодых и пожилых мужчин, средний возраст которых составлял примерно 27 лет и 64 года. Исследователи получили от них образцы крови, извлекли из них моноциты и всесторонне изучили эти клетки. Анализируя различия между ними, биологи отслеживали не только изменения в концентрации ферментов и других важных биомолекул, но и то, как менялось количество и расположение так называемых эпигенетических меток.
Эпигенетика старения
Ученые называют так химические модификации либо самой ДНК, либо белков, с которыми она связана. Благодаря эпигенетическим меткам организмы быстро адаптируются к новым условиям среды или гибко меняют программу поведения в ответ на определенные факторы. К примеру, некоторые растения используют эпигенетические метки для того, чтобы «запоминать» засухи, приспосабливаться к ним и передавать эту информацию «потомкам».
В прошлом ученые считали, что с возрастом общее количество подобных меток на поверхности ДНК постепенно снижается. Артемов и его коллеги выяснили, что в некоторых областях генома иммунных клеток могут происходить и обратные процессы. На такую мысль ученых навело то, что они обнаружили в ДНК добровольцев более тысячи обособленных регионов, где количество таких меток по мере старения необычно быстро растет или снижается.
Эти эпигенетические изменения заметно меняли работу генов. Они стимулировали работу тех участков ДНК, где количество меток с возрастом сильно уменьшалось, и подавляли те регионы генома, где их количество быстро росло. Совокупность этих меток, как показало сравнение их числа в клетках здоровых добровольцев, астматиков и носителей ВИЧ, очень точно отражает биологический возраст человека и то, с какой скоростью он стареет.
Дальнейшие наблюдения показали, что все изменения в эпигенетической структуре этих областей ДНК были связаны с двумя ферментами, MBD2 и MBD3. Раньше ученые не связывали их с процессом старения. Изучение этих ферментов, как надеются ученые, поможет понять, почему они вносят изменения в структуру меток только в некоторых регионах ДНК и как эти сдвиги влияют на работу иммунитета и всего организма в целом.
Источник: nauka.tass.ru
