Открытие может стать ключом к продлению жизни человека.
Голые землекопы живут до 37 лет — гораздо дольше, чем другие грызуны их размера. В чем секрет их долголетия? Среди прочего, оно может быть обусловлено разновидностью иммунного белка, способствующего восстановлению ДНК.
Это открытие может привести к разработке методов продления жизни человека, а также стало еще одним доказательством, что накопление мутаций — то есть неспособность восстанавливать поврежденную ДНК — одна из основных причин старения, говорит профессор Мао Чжиюн из Университета Тунцзи в Шанхае.
Речь идет об иммунном белке под названием cGAS, который встречается у многих животных. Считается, что его основная функция — подавать сигнал тревоги, когда он обнаруживает ДНК вне ядра клетки, что может быть признаком рака или вирусной атаки.
Но cGAS встречается и в ядре клеток. Было показано, что у людей и мышей он подавляет репарацию ДНК, увеличивая частоту мутаций и риск развития рака. Точно неизвестно, почему это происходит — возможно, это нежелательный побочный эффект, а не эволюционно приобретенная функция.
Один белок — противоположное действие
Мао и его коллеги обнаружили, что версия cGAS, обнаруженная у голых землекопов, оказывает противоположный эффект в ядре, фактически способствуя восстановлению ДНК. Своим открытием они поделились в Science.
Разница обусловлена всего четырьмя аминокислотами. Если изменить их в клетках землекопов, их cGAS перестает усиливать репарацию ДНК. И наоборот, если их изменить в человеческой версии cGAS, белок перестает подавлять репарацию ДНК.
Более того, когда ученые генетически модифицировали плодовых мушек, чтобы они производили версию cGAS голого землекопа, те прожили почти 70 дней против примерно 60 дней в норме.
Так может ли заставить человеческие клетки производить cGAS голого землекопа продлить нашу жизнь? «Да, генное редактирование и доставка мРНК могут быть потенциальными способами улучшить репарацию ДНК и способствовать долголетию у людей», — отвечает профессор.
Но обеспечить производство модифицированного cGAS в достаточном количестве важных клеток нашего организма будет непросто, предупреждает он.
Биологию голых землекопов — на службу человеку
По мнению Мао, более перспективным может оказаться создание лекарственных веществ с низкой молекулярной массой, которые взаимодействуют с человеческим cGAS и заставляют его вести себя как белок голого землекопа.
Исследование действительно позволяет предположить влияние cGAS на продолжительность жизни, отмечает профессор Вера Горбунова из Рочестерского университета, чья команда открыла роль гиалуроновой кислоты в долгожительстве голых землекопов.
«[Таким образом] модуляция активности cGAS фармакологическими или генетическими методами может оказать благотворное влияние на здоровье и продолжительность жизни», — подтверждает она.
«Я думаю, если бы мы могли восстановить биологию голого землекопа, мы могли бы создать столь необходимые методы лечения для стареющего общества», — согласен профессор Габриэль Балмус, который изучает процессы восстановления ДНК и старения в Кембриджском университете.