Биоинженеры из Калифорнийского университета в Сан-Диего модифицировали генетическую схему, которая контролирует старение клеток. Они разработали петлю отрицательной обратной связи, чтобы замедлить процесс старения и продлить клеточную продолжительность жизни.
В предыдущих исследованиях ученые обнаружили, что клетки следуют каскаду молекулярных изменений на протяжении всей своей жизни, пока в конечном итоге не дегенерируют и не умирают. При этом генетически идентичные клетки в одной и той же среде могут двигаться разными путями старения. Около половины клеток стареют из-за постепенного снижения стабильности ДНК, вторая половина — из-за деградации митохондрий, «клеточных электростанций».
Традиционная «схема» старения работает как тумблер, который запускает один из двух процессов, объясняют ученые. Они использовали генетическое редактирование, чтобы создать петлю отрицательной обратной связи. Перестроенная схема работает как часовой механизм — осциллятор, совершающий периодические переключения. Он заставляет клетку периодически переключаться между двумя пагубными «старыми» состояниями, избегая длительного пребывания в одном из них и тем самым замедляя дегенерацию клетки.
Исследователи протестировали свой метод на клетках дрожжевой культуры Saccharomyces cerevisiae. Анализ показал, что генетическая модификация под управлением «осциллятора» увеличила продолжительность жизни клеток на 82%.
Наши осцилляторные клетки живут дольше, чем любой из самых долгоживущих штаммов, ранее идентифицированных объективным генетическим скринингом.
Нан Хао, соавтор исследования
Результаты исследования могут заложить основу для разработки синтетических генных цепей для эффективного увеличения продолжительности жизни более сложных организмов, считают ученые. Они работают над исследованием механизмов старения различных клеток человека, в том числе стволовых и нервных.
