Генетики из Гарварда, МГУ и «Сколтеха» сделали большой шаг к созданию реальных препаратов, продлевающих жизнь, создав алгоритм, позволяющий быстро и эффективно искать «гены долголетия». Он уже помог ученым найти три новых способа продления жизни, говорится в статье, опубликованной в журнале Cell Metabolism.

«Существует десятки методов продления жизни, протестированные на разных организмах, начиная с дрожжей и заканчивая млекопитающими. Их эффективность постоянно проверяется, однако почему-то то, как они влияют на работу генов, систематически никто не изучал. Мы заполнили этот пробел», — пишет Вадим Гладышев, профессор Гарварда и МГУ, и его коллеги.

В последние годы среди ученых заново возродился спор о том, чем является процесс старения и смерти людей и животных. Некоторые биологи и эволюционисты считают, что этот процесс не носит случайный характер, и что его контролирует своеобразная «программа смерти» – определенный набор генов, заставляющий тело дряхлеть и умирать, уступая место новому поколению себе подобных.

Другие ученые полагают, что старение является абсолютно случайным процессом накопления мутаций и случайных поломок в клетках. Он приводит к накоплению в организме так называемых «престарелых» клеток, прекращающих участие в жизнедеятельности организма из-за появления мутаций в их ДНК или достижения пределов деления.

Вне зависимости от того, какой точки они придерживаются, и те, и другие ученые уже много лет пытаются открыть гены, непосредственно связанные с процессом одряхления тела, и изучают их работу в надежде на то, что старение удастся затормозить или повернуть вспять.

К примеру, недавно ученые из МФТИ и российского биологического стартапа Gero показали, что жизнь червей можно продлить примерно на треть, используя обычный аспирин и три других молекулы, которые раньше не связывались с процессом дряхления тела.

Гладышев и его команда заинтересовались тем, как именно подобные препараты меняют работу «генов старости» и других участков ДНК, так или иначе связанных с долголетием. Они попытались получить ответ на этот вопрос, вырастив несколько популяций мышей, каждой из которых они продлили жизнь восемью разными способами с доказанной эффективностью.

Они включали в себя как прием различных препаратов, таких как акарбоза, известное лекарство от диабета, так и генную терапию, удаление гена рецептора роста GHR, а также простые и хорошо знакомые всем процедуры, в том числе хронический недостаток пищи.

Пытаясь понять, как все они воздействовали на организм грызунов, ученые забирали пробы клеток из печени мышей и анализировали то, как эти формы терапии меняли характер активности генов в этом органе на протяжении всей жизни подопытных животных.

Сравнивая активность генов мышей-«долгожителей» с аналогичными показателями для представителей контрольной группы, а также сопоставляя эти изменения между собой, исследователи создали алгоритм для поиска благотворных изменений в работе генома, а также раскрыли несколько любопытных и не совсем ожидаемых эффектов.

В частности, выяснилось, что все способы продления жизни вели к своеобразной «феминизации» – различия между полами постепенно сглаживались, что проявлялось в том, что самцы становились похожими на самок в плане работы их генов, белков и других аспектах жизнедеятельности. Это было в особенности характерно для диетических вмешательств и генной терапии.

Многие из этих изменений, как показали исследователи, действительно положительно влияли на продолжительность жизни и здоровье грызунов, заставляя их тратить меньше энергии на производство и выделение «ненужных» белков, а также меняя характер их метаболизма.

Анализ и сравнение терапий между собой, в свою очередь, помогли ученым выделить несколько важных и общих изменений в работе организма, которые были характерны для разных типов продления жизни. Эти данные, как предполагают Гладышев и его коллеги, позволяют найти в ДНК мышей те гены, которые наиболее сильно связаны со старением.

К примеру, примерно половина вариантов продления жизни значительно повысила активность девяти генов, связанных с окислением жиров, синтезом сероводорода и «внутренних» антиоксидантов, реакцией на стресс и переработкой веществ, «чужих» для организма.

В общей сложности, им удалось выделить несколько сотен участков ДНК, чья повышенная или пониженная активность была связана с ускоренным старением или его остановкой. Руководствуясь этим набором генов, ученые попытались найти другие лекарства и методы продления жизни, которые действовали на них аналогичным образом.

На текущий момент Гладышеву и его коллегам удалось найти три новых кандидата на эту роль, анализируя другие геномные базы данных, подготовленные иными научными коллективами. В их число попали гипоксия, хронический недостаток кислорода, вещество KU-0063794, заставляющее клетки «экономить» на сборке новых белковых молекул, а также антиоксидант E304.

Первые опыты с применением этих подходов уже показали многообещающие результаты, и российские и американские исследователи надеются, что в ближайшее время они смогут доказать, что все три этих вида терапии действительно продлевают жизнь. Это откроет дорогу для поиска других подобных веществ и дальнейшего уточнения списка главных генов долголетия.