ВходНанотехнологии против старения. Гены, влияющие на старение Ген продолжительности жизни. Теломеразная теория и ген P16
Никто из нас не хочет стареть. Старение является символом смерти, внушает страх. Больше всего людей пугает внешнее проявление старости: одряхление кожи, выпадающие зубы, ухудшение всех функций организма. Однако ген старения присутствует в каждом живом организм. У кого-то получается стареть красиво, но для большинства людей увядание тела – большое испытание.
Есть ли какая-то возможность предотвратить этот процесс? Со времен своего существование человечество пытается найти ответ на этот волнующий умы вопрос, надеясь, что все-таки существует лекарство от старости и смерти.
Эту философскую загадку ученые пытаются разгадать долгое время. Множество историй, фильмов, научных работ создано на эту тему. Существует даже специальная наука о бессмертии, называемая «иммортология». Большинство религиозных течений считают, что душа бессмертна, но телу, увы, отведено лишь короткое время на земле.
Несмотря на то, что бессмертие рассматривается научными умами скорее как идея, попытки найти ответ на вопрос «можно ли жить вечно», делаются постоянно. На сегодня ученые провели огромное количество исследований относительно генетики старения. И мы можем ознакомиться с их находками, приоткрывающими тайну увядания и смерти организма человека.
Как остановить старение?
Существует около 500 теорий о том, как отсрочить и остановить старость. Самыми популярным в современной науке считаются 3 типа исследований относительно вечной жизнедеятельности человека:
- стволовые клетки;
- генетика старения;
- нанотехнологии.
Вечная молодость вместе со стволовыми клетками
Стволовые клетки ответственны за обновление. Когда процесс их замены замедляется и ухудшается, организм дает сигнал о старении. Клетки не делятся и начинаются процессы увядания.
Полипотентные клетки (еще одно название стволовых клеток) помогают человеческому организму развиваться. Сегодня наука хорошо продвинулась в этом вопросе. Ученые научились выращивать из таких клеток ткани, органы и выработали их методы размножения в лабораторных условиях. Это немалый вклад на пути к вечной жизни. Самые первые открытия в этой сфере сделаны американскими учеными.
Ген продолжительности жизни. Теломеразная теория и ген P16
Несмотря на то, что стволовые клетки способны надолго продлить молодость, а также восстанавливают организм после любых повреждений, главным образом к старению и смерти приводят процессы в геноме человека. Активность генов с возрастом меняется. В начале жизни человек эффективнее противостоит вирусам, бактериям, чем в конце. Геном укорачивается. Из этих наблюдений происходит теломеразная теория.
Теломеры – участки ДНК, связанные с биологическими часами человека. Делясь, такие клетки становятся все короче и короче. И когда они достигают предела, происходит аппоптоз – гибель клетки.
Интересный факт: раковые клетки отличаются от обычных тем, что содержат теломеразу, фермент, препятсвующий уменьшению теломеров. Поэтому онкоклетки не стареют. Присутсвие ДНК кода теломеразы в здоровой клетке сделает ее раковой.
Существует еще одна генетическая причина старения клеток. Эта находка принадлежит китайским ученым. Предположение о присутствии гена старения существует давно и оно имеет основание. Ген старения называется P16. Этот ген напрямую связан с теломерами, он влияет на их длину.
Как продлить молодость, воздействуя на ген P16? Оказывается, сдерживание активности этого гена может увеличить жизнь клетки, способствовать уменьшению сокращения теломеров
Вывод прост: нужно заблокировать этот ген, и тогда клетка сможет жить вечно. Но возможно ли это? Ответ зависит от будущего медицины. На данном этапе развития науки ученые работают над вопросом. Существует предположение, что блокировка P16 станет возможно благодаря нанотехнологиям.
Нанотехнологии против возрастных изменений
ПрименениЕ нанотехнологий в сфере блокирования процессов старения организма, заключается в следующем. Ученые сделали предположения, что нанороботы смогут блокировать любые негативные изменения в клетках. Так, молекулярные роботы будут осуществлять своеобразную «починку» клеток, совершенствуя тело полностью. Но только будет ли тогда человек человеком?
Другие пути достижения бессмертия в науке
Ученые считают, что продлить себе жизнь можно и другими способами. К ним относятся:
- пониженная температура тела. Эксперименты проводятся в Японии. Материалом для них служат мыши. Считается, понижение температуры тела на 1 градус удлиняет жизнь на 15-20 %.
- трансплантология. Активно развивающийся метод, становящийся привычным явлением в мире. Совершено уже более 40 тысяч операций по трансплантологии. Замена органов не победит смерть, но существенно увеличивает длину жизни.
- Смена носителя сознания (клонирование). В некоторых странах уже проводились опыты клонирования организмов и эмбрионов. На сегодня ученые пришли к выводу, что данная процедура в будущем даст много негативных результатов для человечества, но данный вывод не окончателен.
- Крионика. Представляет собой замораживание тела, криохранение. Такой подход также получает все большее распространение. Некоторые ученые считают, что сама природа подсказывает этот секрет сохранения жизни. Ведь многие организмы выдерживают заморозку и живут дальше.
Что мы можем сделать сегодня для своего долголетия?
Важнейший орган, отвечающий за наше долголетие – это мозг. Именно его еще не научились пересаживать. Не зря говорят, что нужно беречь нервы. Ведь нейроны не имеют способности восстанавливаться и размножаться, в отличие, например, от клеток кишечника. С годами число нервных клеток в мозге уменьшается. Но этому органу в то же время свойственна пластичность. Нейроны не восстанавливаются, но мозг может перестраивать свою работу в уже существующей ситуации. Жизнеспособные клетки выполняют функцию погибших.
Чтобы наш мозг как можно дольше продолжал свою работу, нужно:
- Беречь нервные клетки, не подвергая их губительным воздействиям. Отрицательно воздействует на нейроны алкоголь, инфекционные заболевания, стрессы, непостоянное артериальное давление.
- Тренировать мозг, функции нервной системы. Упражнения включают в себя тренировку физических способностей (спорт, танцы, закаливание, бег, упражнения для дыхания), тренировку умственных способностей (развитие памяти, функций внимания, упражнения для логики).
- Немаловажным для долголетия является психологический фактор. Оказывается, если человек пережил какое-то заболевание и выздоровел благодаря своей силе воле, он скорее всего будет жить дольше, чем тот, кто жил спокойной размеренной жизнью, ничем не болея. Неспроста придумали такую науку, как психосоматика. Все процессы, происходящие в нашем теле связаны с нашими глубинными установками, переживаниями, процессами подсознания. Положительные мысли – эффективное, рекомендуемое врачами лекарство.
Оптимизм и вера также способствуют долголетию
Что будет, если люди будут жить вечно?
Наука развивается, с нею и возможности медицины. Вполне возможно, что человек сможет подчинить себе процессы старения. С одной стороны здесь есть плюсы. Продлив жизнь, люди смогут наслаждаться всеми ее процессами дольше, можно будет не торопиться с рождением детей. Но если говорить о бессмертии, то здесь есть другая сторона. Перенаселенность планеты может повлечь голод, безработицу и жизнь, которая не будет радовать никого. Поэтому вопрос о бессмертии надолго останется спорным и философским.
Также далеко не все жаждут вечной жизни. Вспомним уже пожилых людей, им свойственна усталость от существования. Прожив жизнь, люди понимают, что все не вечно, больше тяготея к спасению души.
В заключении отметим, что являясь высокоразвитым существом, человек может продлить свою жизнь, даже не прибегая к новейшим методам медицины. Тренировки, саморазвитие, забота о себе, позитивный настрой делают немало для здоровья, продления молодости и красоты. Все в наших руках. Креативные мысли, идеи, которые передаются другим, дети, обучение других людей продлевают нашу жизнь и дарят бессмертие на духовном уровне.
Процесс старения, естественно, предмет особого внимания ученых. Несколько лет назад была шумиха вокруг «фермента бессмертия» теломеразы и кодирующего его гена. Однако тогда с самого начала было ясно, что больше всего такого фермента в раковых клетках. Сейчас исследователи попытались выяснить влияние на процесс старения белков, которые останавливают рост раковых опухолей – и кодирующих их генов.
Исследователи из клиники Майо в Миннесоте (США) провели эксперименты на животных, которые позволили более глубоко понять функции генов р16 и р19 известными своей способностью затормаживать рост раковых опухолей. Исследователи уже знали, что оба гена также влияют на процесс старения – как у животных, так и у людей – однако как именно это происходит, до недавнего времени было неясно.
Как известно, ген – это химическая «инструкция», согласно которой в клетке производится определенный белок. Эксперименты показали, что перепроизводство белка, кодируемого геном р16, приводит к стремительному старению тканей. Предыдущие эксперименты с культурами ткани, показали, что к подобному эффекту приводит и белок, кодируемый р19.
Однако, при этом, было очевидно, что совсем без «генов старения» организм животных долго существовать не может. Мыши с поврежденными генами р16 и р19 – то есть, грызуны, у которых соответствующие белки попросту не могли правильно вырабатываться, - попросту не годились для исследования механизма старения. Такие животные умирали от рака задолго до старости. Чтобы обойти эту проблему, ученые скрестили линию «недолговечных» мышей с мышами, которые старели еще быстрее в результате мутации еще одного гена - BubR 1.
К счастью, в результате скрещивания нежизнеспособных существ родились значительно более долговечные мыши, на которых и были продолжены дальнейшие исследования. Многочисленные эксперименты, проведенные на мышах с поврежденными и рабочими р16 подтвердили, что этот ген запускает процесс старения. К тому же, эксперименты показали, что в организме живых мышей р19 останавливает процесс старения.
Другой важный вывод из этого исследования – в том, что возникновение первых признаков старения и дальнейшее развитие этого процесса оказалось, по крайней мере, частично – связано с накоплением в тканях и органах стареющих клеток. У этих белков, между прочим, чрезмерно активен «ген старения» р16, в результате чего они вырабатывают слишком много соответствующего белка. Количество этого важного для организма протеина оказывается настолько большим, что он повреждает окружающие клетки, отрицательно воздействует на функции органов и тканей и в конце концов вызывает характерные симптомы старения.
Благодаря этому открытию ученые рассчитывают глубже понять биохимическую природу многих симптомов, связанных со старением – и в частности, дряхления – то есть, утраты мышечной массы и ухудшения зрения – а точнее, вызванного катарактой помутнение хрусталика глаза. Более глубокое изучение этих процессов, надеются ученые, позволят создать условия, при которых развитие всех этих процессов можно будет задержать.
Генетика старения и продолжительности жизни является одной из фундаментальных дисциплин в исследовании процессов старения. Собственно, с нее и начались успехи в биологии старения, поскольку в начале 1990-х годов Синтия Кеньон из Университета Южной Калифорнии (США) показала, что мутация всего лишь в одном гене у модельного животного — круглого червя-нематоды C. elegans — приводит к увеличению продолжительности его жизни в 2 раза. Этот факт позволил многим исследователям поверить, что старение действительно можно существенно замедлить и сделать это возможно уже здесь и сейчас.
С тех пор исследования продолжались, к нематодам добавились другие модельные животные: плодовые мушки дрозофилы (излюбленный и хорошо изученный генетиками объект) и мыши. Благодаря использованию методов трансгенеза, все они тоже стали активно использоваться в исследованиях генетики старения. Если в эксперименте Синтии Кеньон имела место мутация, выключающая активность продукта определенного гена, то трансгенез позволяет исследовать, как, наоборот, активация дополнительных копий определенных генов способна влиять на продолжительность жизни и скорость старения.
И здесь самой удобной модельной системой оказались как раз плодовые мушки дрозофилы, поскольку продолжительность их жизни очень невелика.
Эксперименты с ними позволили открыть десятки генов продолжительности жизни.
Оказалось, что гены, ассоциированные со старением, в большинстве своем связаны с регуляцией метаболизма и реагированием клетки на недостаток нутриентов. Нутриенты — это питательные вещества, например аминокислоты, которые нужны для построения клеточных белков, обеспечивающих нашу жизнедеятельность. Гены, связанные с детекцией нутриентов, кодируют, прежде всего, различные киназы (разновидность ферментов. — Forbes ), которые активизируют процессы клеточного роста и деления, но при этом из-за интенсификации метаболизма возрастает число ошибок, клетка быстрее стареет, и организм в целом — тоже. Поэтому мутации в генах, участвующих в регуляции метаболизма и ускоряющих его, приводят к замедлению старения и увеличению продолжительности жизни.
В качестве известного примера можно привести киназу mTOR. Она находится в центре метаболических путей, которые в ответ на наличие аминокислот в клетке запускают процессы синтеза белка, и в конечном итоге — роста и деления клеток. Но при этом данная киназа выключает за ненадобностью механизмы очищения клетки от внутриклеточного мусора. Аутофагия — это явление, когда клетка сама себя начинает переваривать, уничтожая прежде всего поврежденные митохондрии и агрегаты белков. Тем самым замедляется старение. А когда питательных веществ у клетки достаточно, ей энергозатратный процесс самопереваривания включать не нужно. Поэтому процесс старения ускоряется.
Выключение киназы mTOR посредством мутации или фармакологического ингибирования (замедления) приводит к активации аутофагии и замедлению старения. Ингибирующий эффект означает подавление функций определенного гена или кодируемого данным геном белка. Мы можем выключать активность продукта данного гена фармакологически, когда вещество связывается с каким-то ферментом, блокирует его активность или резко уменьшает ее. И если этот продукт гена был задействован в процессе старения, то мы получаем замедление старения.
Гены, которые можно отнести к генам долголетия, наоборот, участвуют в репаративных (восстановительных) процессах в клетке, например гены белков теплового шока. Когда клетка подвергается стрессу, белки в ней сбиваются в агрегаты, что не позволяет им выполнять какую-то функцию. В результате замедляется жизнедеятельность клетки (для клетки это плохо и приводит к ускоренному старению), и активируются белки теплового шока, которые растаскивают эти агрегаты или отправляют их на утилизацию (аутофагия).
Если трансгенез раньше активно использовался на простых модельных животных, таких как дрозофила, нематода, то в настоящее время все чаще проводятся более дорогие и длительные исследования, когда трансгенез осуществляют на мышах. Мыши — это уже млекопитающие, эволюционно они близки к людям, поэтому такие исследования особенно ценны. Вот только эксперименты с мышами длятся целые годы. Зато результаты таких исследований, по сути, являются доклиническими испытаниями, результаты которых можно пытаться применять в медицинской практике.
Если мы знаем ген-мишень, мы можем пытаться регулировать его активность при нормальном старении, в том числе и в человеческом организме.
Это может быть либо фармакологическая регуляция, когда подбираются вещества, ингибирующие функцию продукта, предположим, старение-ассоциированного гена или, наоборот, выключающие ингибитор гена долголетия. Это фармакологический путь, который ведет в конечном итоге к созданию геропротекторов — фармакологических препаратов, замедляющих старение.
Однако на подходе уже и генная терапия, когда мы сможем управлять функцией гена в организме человека, внося, например, дополнительную копию и активизируя ее в какой-то ткани-мишени. С помощью генно-терапевтического подхода мы сможем замедлять процессы старения сосудов, чтобы побороть атеросклероз, замедлить сердечную недостаточность, бороться с болезнью Альцгеймера или Паркинсона. Именно сердечно-сосудистые, метаболические и нейродегенеративные возрастные болезни являются основными причинами смертности на сегодняшний день.
Генетика старения и продолжительности жизни за последние пару десятков лет позволила выявить больше тысячи генов-мишеней, ассоциированных со старением и долголетием. И ряд этих генов-мишеней кодируют белки, для которых известны фармакологические регуляторы. Например, уже упоминавшаяся киназа mTOR имеет в качестве ингибитора вещество, которое называется рапамицин. И было показано, что добавление рапамицина способно приводить к увеличению продолжительности жизни у мышей до 25%. Кроме того, эксперименты Синтии Кеньон в свое время показали, что мутации в гене киназы P3K могут приводить к увеличению продолжительности жизни вдвое. А наши эксперименты уже на дрозофиле выявили, что фармакологические ингибиторы киназы P3K приводят к 20%-ному увеличению продолжительности жизни. Это, конечно, не увеличение в разы, но, тем не менее, наши фармакологические эффекты воспроизводят генетический подход, что вселяет надежду на их применение в будущих лекарствах.
Ингибиторы циклооксигеназ (ферментов, которые участвуют в процессах воспаления), такие как аспирин, ибупрофен — тоже являются, по-видимому, потенциальными геропротекторами и, замедляя процесс старения, увеличивают продолжительность жизни в модельных экспериментах. Геропротекторный эффект ибупрофена был выявлен международной командой исследователей из Вашингтонского университета, Института старения Бака и нашей группой одновременно на трех модельных организмах, что вселяет надежду на универсальность этого эффекта и его применение в медицине. Спектр таких препаратов сейчас существенно расширяется.
К сожалению, фармакологически не все мишени являются доступными, не все регулируются какими-то веществами, но здесь может помочь генная терапия. Уже есть два исследования на мышах, когда с помощью генной терапии продолжительность их жизни увеличивалась на 22%. И еще один эксперимент показал, что введение гена теломеразы (дополнительной копии гена фермента, достраивающего концы хромосом) тоже очень существенно продлевало жизнь мышам. То есть те мишени, которые фармакологически недоступны, мы в перспективе сможем регулировать уже с помощью генной терапии.
Важнейшим итогом выполнения Международного проекта «Геном человека» явилась идентификация практически всех генов человека, многие из которых, как показали дальнейшие исследования, прямо или косвенно вовлечены в процессы старения.
Старение человека, так же как и его геном, очень индивидуально.
В сильно упрощенном варианте все гены, определяющие старение и продолжительность жизни человека, достаточно условно подразделяются на две большие группы: гены биологических часов (1) и гены «слабого звена» (они же гены предрасположенности) (2) .
7.З.1.1. Гены биологических часов
В настоящее время известна весьма многочисленная группа генов, участие которых в процессах старения доказано в экспериментах, а их гомологи (так называемые ортологичные гены) уже идентифицированы у человека и исследуются в геронтологии. Подробный обзор генов
| Таблица 7.3.1 Экспериментально установленные и подтвержденные гены «биологических часов»
|
биологических часов приведен в монографии А. А. Москалева (2008). Некоторые такие гены представлены в таблице 7.3.1.
Особенно подробно изучены гены так называемого инсулинового каскада обеспечивающего обмен глюкозы. Он представлен генами гормона роста (HGF), тирозинкиназы, инсулиновым ростовым фактором и его регулятором (IGF-1 и Klotho), рецептором IGF и его регулятором (rIGF, FOXO1-4). На многих биологических объектах, а для отдельных генов и на человеке, показано, что аллельные варианты этих генов, тормозящие или частично блокирующие обмен глюкозы, весьма благотворно сказываются на продолжительности жизни .
Так, мутации и полиморфизм в гене IGF (варьирование числа повторов в промоторной области гена, G/A-полиморфизм), которые снижают активность экспрессии этого гена, ассоциированы с долголетием . Аллельные варианты и мутации генов daf-2 и FoxO (ортологи генов IGF-1 и FOX1-4 человека) способны почти вдвое удлинять жизнь дрозофилы и мышей . На 30 % увеличивается продолжительность жизни мышей с KL-VS, аллелем гена Klotho, продукт которого участвует в регуляции выработки инсулина через ген IGF-1 и в обмене костной ткани через ген рецептора витамина D - VDR .
Значительное удлинение продолжительности жизни (до 150 % от средней величины) отмечается у мышей и крыс, несущих мутации карликовости в гене гормона роста GF, который открывает инсулиновый каскад, а также в генах, модулирующих уровень гормонов и гормональную активность гипофиза (PROP1). Существенно отметить, что практически во всех случаях продолжительность жизни находится в обратной зависимости от потребления и расхода калорий. Метаболические эффекты в организме, связанные с мутациями и аллельными вариантами генов инсулинового каскада, очень сходны с таковыми при голодании или ограничении калорийности питания - наиболее известными и хорошо доказанными в экспериментах и в клинике способами продления жизни.
Известно также, что продолжительность жизни обратно пропорциональна интенсивности дыхания и процессов обмена, вследствие которых возникают опасные для организма перекиси и свободные радикалы (ROS - Reactive Oxygene Substances). Неслучайно среди генов, влияющих на продолжительность жизни (см. табл. 7.3.1), находятся ген каталазы (CAT), обезвреживающей перекисные соединения, ген P66She, продукт которого уничтожает свободные радикалы, и семейство генов Clock, регулирующих синтез и активность кофермента Q-убиквити- на, нейтрализующего все метаболические токсины клетки. Положительный эффект на продолжительность жизни оказывает и ген CETP (cholersterol ester transfer protein), мутация которого в 405 кодоне ведет к увеличению размеров липопротеиновых (холестериновых) частиц в крови, что препятствует их проникновению в стенки сосудов и формированию атеросклеротических бляшек .
Заслуживает внимания и регуляторный ген PPARA, контролирующий экспрессию множества генов, вовлеченных в обмен жирных кислот и глюкозы. Полиморфизм этого гена (замена G на C в кодоне 372) приводит к переключению аэробного гликолиза (генотип G/G) на анаэробный (генотипы G/C или С/С) .
Особое внимание исследователей проблемы генетики старения привлекают сегодня гены семейства Сиртуинов (SIRTUIN - silence information regulators - регуляторы замалчивания информации). Один из генов этого семейства SIRT2, открытый в 2001 году Ленни Гайренте у дрожжей, оказался непосредственно вовлеченным в регуляцию процессов старения у разных организмов (дрожжи, аскарида, дрозофила и мыши). Как показали дальнейшие исследования, гены этого
семейства активируются под влиянием дефицита калорий, а также в результате действия других стрессорных факторов. Его непосредственным индуктором оказался никотинамид динуклеотид (NAD) - продукт окисления NAD-H (см. раздел 7.1). Белки генов SIRT стимулируют выработку различных сигнальных молекул, например инсулина, повышают стабильность ДНК путем скручивания двойной спирали, активируют репаративные и защитные механизмы клетки, повышают скорость энергообмена, угнетают функции апоптозных генов, координируют реакцию на стресс клетки и организма в целом (рис. 7.3.1).
Как глобальный регулятор генной активности ген SIRT1 является лучшим кандидатом для объяснения благотворного воздействия ограничения калорийности питания на здоровье и продолжительность жизни . Координирующие эффекты генов этого семейства реализуются через белковые продукты других регуляторных генов: P53, FOXO, Ku70, MYOD, NCoR, через гистоны H3, H4 и H1 и гены, регулирующие ацетилирование гистонов Р300. Результатом работы генов SIRTявляется увеличение продолжительности жизни клеток и организма в целом. Эффект долгожительства таких генов уже показан на дрожжах, дрозофиле, червях и мышах, у которых избыток продукта этих генов увеличивал продолжительность жизни на 30-49 %.
Складывается впечатление, что именно повышением активности генов семейства Sirtuin можно объяснить благотворное влияние голодания на продолжительность жизни человека.
Индукция активности этих генов может быть достигнута и при помощи экзогенных факторов, например препарата резвератрола, который содержится в красных винах. Известны уже около 18 других веществ растительного происхождения, которые могут активировать работу генов SIRT. Некоторые из этих модуляторов уже проходят клинические испытания (см. раздел 7.1).
Все эти наблюдения позволяют некоторым исследователям рассматривать гены семейства Sirtuin как главные регуляторные гены, контролирующие процессы старения у человека, осуществляющие координационную (надзорную) функцию не только над структурными генами (генами-рабами), но даже над многими регуляторными генами - транскрипционными факторами (генами-господами) . Дальнейшие исследования этого интересного семейства покажут, действительно ли они играют главную роль в старении или являются, безусловно, важными, но отнюдь не уникальными генами, контролирующими этот сложный многоуровневый процесс. В частности, имеются некоторые данные, указывающие на возможную онкогенность гена SIRT1. Удивительно, но связь онкогенности и продолжительности жизни отмечена и для ряда других генов, таких как онкосупрессоры Р53 и lgl (дрозофила), а также уже упоминавшийся ранее ген FOXO. Гетерозиготность по этим генам блокирует развитие опухолей, гомозиготность - ускоряет процесс старения, по-видимому, за счет апоптоза и быстрого истощения запаса стволовых клеток.
В плане проблемы долгожительства особенно интересен ген Nanog, активация которого ведет к резкому омоложению клеток млекопитающих и человека и даже способствует их превращению в стволовые (родоначальные) клетки, что открывает широкие перспективы для направленного восстановления поврежденных органов и тканей .
7.З.1.2. Гены «слабого звена»
Вторая обширная группа генов, связанная с процессами старения, а точнее - с продолжительностью периода активного долголетия касается генов «слабого звена», которые, по сути, идентичны генам предрасположенности, многие из которых уже неоднократно упоминались и были описаны в главе 5, а также при рассмотрении соответствующих болезней в главе 6. Функционально ослабленные
Гены долгожительства - старения. Популяционные исследования
Таблица 7.3.2
|
полиморфные варианты этих генов и их сочетания составляют основу всех мультифакториальных заболеваний человека .
В таблице 7.3.2 приведен сокращенный список генов человека, мутации которых, как было показано в многочисленных популяционных исследованиях, ассоциированы (сцеплены) с долгожительством.
Как показывают популяционные исследования анализа частот аллелей соответствующих генов в разных возрастных группах населения, такие гены весьма многочисленны и принадлежат к разным метаболическим системам организма. Так, положительный эффект на продолжительность жизни человека оказывают некоторые мутации митохондриальных генов (С150Н, 517ВА), замедляющие процессы клеточного дыхания, а также антиапоптозный ген BCL2, белковый продукт которого делает более устойчивой к разрушению мембрану митохондрий (табл. 7.3.2). К таковым также относятся гены системы детоксикации (GSTM1, GSTT1, NAT2, CYP2D6, CYP17А1), ответственные за метаболизм всех ксенобиотиков, гены липидного обмена (APOE, APOA1, APOB, ALOX-5), определяющие состояние сосудов, гены углеводного обмена (IGF, rIGF), гены, регулирующие сосудистый тонус и свертываемость крови (ACE, PAI1, PON, MTHFR), некоторые гены иммунного ответа (IFNG, IL10), ростовых факторов (TNFА, TGFB), ряд онкогенов, а также гены, контролирующие уровень и метаболизм гормонов (PIT1, PROP1, GHR/BP, CYP19А1). Дополнительную информацию об этих и других генах предрасположенности и соответствующих им аллелях можно получить в работах . Упомянем только несколько «генетических парадоксов», отмеченных при популяционных исследованиях некоторых из перечисленных генов . В частности, полиморфные варианты генов IFNG, IL10, TNF4 обнаруживают положительную ассоциацию с долгожительством у индивидов только одного пола. Один из аллелей гена АРОА1 (Р) имеет низкую частоту у молодых людей и лиц среднего возраста, но достаточно часто встречается у пожилых. Сходным образом «нулевые» аллели генов GSTM1 и GSTT1 явно недостаточно представлены у лиц среднего возраста, но достоверно чаще встречаются у пожилых и даже у столетних индивидов.
Аллельные варианты этих генов были выявлены как в популяционных исследованиях, так и при сравнительном анализе их частот у больных соответствующими хроническими болезнями и у здоровых индивидов. Мы вернемся к более детальному рассмотрению генов предрасположенности и их аллелей в следующий главе (см. главу 8).
Суммируя, можно отметить, что благодаря достижениям науки, и прежде всего генетики, стала очевидной решающая роль генома в процессах старения. Его наследственную основу составляют особые гены-регуляторы, получившие название генов старения (aging genes). Некоторые из таких генов-кандидатов уже идентифицированы. Изучение механизмов их действия и поиск других генов старения активно продолжаются.