Посещений:
ОМОЛАЖИВАНИЕ КЛЕТОК
Роль восстановления количества генов рДНК
Kevin L Lu, Jonathan O Nelson, George J Watase, et al.
Transgenerational dynamics of rDNA copy number in Drosophila male germline stem cells. eLife, 2018; 7 DOI: 10.7554/eLife.32421
|
|
Стволовые клетки, продуцирующие спермии, используют генетический трюк, чтобы оставаться постоянно молодыми от поколения к поколению. Исследователи из
Howard Hughes Medical Institute (HHMI) установили, что определенная часть генома плодовой мухи с возрастом становится короче. Удивительно, что некоторые репродуктивные клетки могут репарировать такое укорочение.
Такое укорочение генома может быть связано с некоторыми аспектами старения -- и намекают на способы, с помощью которых определенные клетки мешают этому. До сегодняшнего дня учёные наблюдали этот феномен только у дрожжей. Если это верно и для человека, то это открывает возможность понять, как большинство клеток со временем изнашиваются.
Учёные из University of Michigan Life Sciences Institute сконцентрировались на генах, кодирующих рибосомальную ДНК или rDNA. Эти гены несут инструкции для тех частей, которые производят рибосомы, клеточные машины, которые превращают молекулы РНК во все белки, необходимые телу.
Чтобы сделать достаточными эти критически важные машины, клетки д. быть нагружены технической документацией для rDNA. Большинство генов ограничивается одним генетическим сайтом, но гены rDNA повторяются во многих точках генома. У людей, напр., 5 хромосом содержат такие участки из генов rDNA, при этом каждая точка содержит сотни повторяющихся копий. Такие повторения генов позволяют клетке продуцировать достаточные количества исходного материала для рибосом, чтобы удерживать клетки энергичными. Но избыточность требует свою цену. Клетки могут ошибиться, когда они копируют повторяющиеся нити ДНК и делятся. "В результате оказывается, что некоторые копии теряются во время каждого цикла," говорит Yamashita. "они внезапно удаляются из хромосом."
Такие потери оказались связанными со старением одиночных клеток дрожжей. Но для многоклеточных организмов роль rDNA's в старении оставалась загадкой. Изучали гены rDNA в стволовых клетках семенников плодовых мух. Эти клетки, наз. зародышевыми стволовыми клетками, могут непрерывно делиться, давая каждый раз копию самих себя и клетку спермия.
У дрозофилы цепочки генов rDNA обнаруживаются в X и Y хромосомах. По сравнению с молодыми самцами старые самцы дрозофилы обнаруживают укорочение генов rDNA в Y хромосоме. Более того, эти укороченные rDNA, по-видимому, передаются из одного поколения в др. Старые отцы (в возрасте 40 дней) передают свои редуцированные количества rDNA своим сыновьям. Такие сыновья имеют достоверно меньше копий генов rDNA, чем сыновья от более молодых отцов. Но затем исследователи обнаружили некий сюрприз. Во многих случаях такая потеря rDNA полностью устранялась. Приблизительно в возрасте 10 дней сыновья, рожденные от старых отцов, восстанавливали достаточные количества rDNA, сравнимые с количеством их у сыновей от молодых отцов. "Такое восстановление оказалось неожиданным," говорит Yamashita.
Исследователи ещё не знали тогда, происходит ли такое восстановление также в стволовых клетках самок в их яичниках.
После многочисленных проверок Yamashita заподозрила, что сходный процесс может происходить и в определенных типах клеток человека, включая стволовые клетки и раковые клетки. "Конечно мы не мухи," говорит она, но готова поспорить, что определенного типа бессмертные клетки у человека могут осуществлять тот же самый трюк с омоложением, чтобы предупредить уменьшение rDNA с возрастом.
Эти проблески вечной жизни -- когда клетки, которые могут омолаживать сами себя, передаются от отца к сыну. Находки намекают, что определенные клетки могут постоянно оставаться молодыми, тем самым мы прикасаемся к секрету бессмертия зародышевых клеток.
|