Четыре незначительных изменения в ферменте могут объяснить долголетие бесшерстных грызунов
Четыре незначительных изменения в структуре фермента могут помочь объяснить, почему голые землекопы могут жить почти 30 лет — необычайно долгий срок для существа их размера. Они обитают на Африканском Роге и в некоторых районах Кении, а их генетический код ближе к человеческому, чем к мышиному. Это делает этого роющего грызуна идеальной моделью для изучения старения и долголетия.
В исследовании, опубликованном в Science, ученые из Китая показывают, что изменения в ферменте cGAS (циклический гуанозинмонофосфат–аденозинмонофосфат-синтаза) повышают способность организма восстанавливать генетические повреждения, которые приводят к старению. У людей и мышей этот фермент может подавлять восстановление ДНК.
Факторы старения
Накопление генетических мутаций и повреждений ДНК во время деления клеток является одной из основных причин старения и возрастных заболеваний. Процесс, называемый гомологичной рекомбинацией (ГР), играет ключевую роль в восстановлении ДНК, а нарушения этого процесса связаны с преждевременным старением и раком.
В процессе репарации у людей и мышей фермент cGAS отделяется от поврежденной ДНК другим белком, что нарушает процесс восстановления.
Чжиюн Мао (Zhiyong Mao), соавтор исследования и молекулярный биолог из Университета Тунцзи в Шанхае, и его коллеги хотели выяснить, происходит ли аналогичный процесс у голых землекопов. Они обнаружили, что четыре специфические замены аминокислот в ферменте предотвращают его слишком быстрое разрушение после повреждения ДНК. Устойчивость cGAS означает, что фермент может более эффективно взаимодействовать с другими белками, участвующими в восстановлении ДНК, которые помогают повысить способность клетки восстанавливать поврежденную ДНК.
Удаление фермента
Когда cGAS был удален из клеток животного с помощью инструмента для редактирования генов CRISPR–Cas9, повреждения ДНК стали накапливаться. Команда также показала, что плодовые мушки (дрозофилы), в которых был выражен человеческий cGAS с четырьмя мутациями, характерными для голых землекопов, жили дольше, чем мушки, в которых был выражен человеческий вариант фермента.
Исследование показало положительное влияние cGAS на продолжительность жизни. Этот фермент может стать потенциальной мишенью для стимулирования восстановления генома и подавления действия cGAS в организме человека.
О том, какие ежедневные привычки ускоряют процессы старения, читайте в тексте.