Исследователи из Университета Бар-Илан раскрыли изменения белков, связанные с долголетием в эволюции млекопитающих
За последние несколько десятилетий продолжительность жизни человека неуклонно росла. Однако этот прогресс также привел к увеличению доли населения, страдающего от возрастных заболеваний, таких как рак, нейродегенеративные расстройства и диабет. Для увеличения как продолжительности жизни, так и периода здоровой жизни необходимо более глубокое понимание биологических механизмов, способствующих здоровому старению.
В природном мире продолжительность жизни млекопитающих варьируется чрезвычайно сильно: от 1-2 лет у некоторых грызунов до более чем столетия у таких видов, как киты и люди, что представляет собой поразительную разницу в 100 раз. Такое удивительное разнообразие поднимает важный вопрос: какие биологические факторы позволяют долгоживущим млекопитающим сохранять здоровье в глубокой старости?
Новое исследование, опубликованное в журнале Nature Communications учеными из Университета Бар-Илан, отвечает на этот вопрос, опираясь на саму эволюцию – самый длительный и масштабный естественный эксперимент – для раскрытия секретов долголетия.
Исследование проводилось под руководством профессора Хаима Коэна, директора Центра здорового долголетия человека Сагол на факультете наук о жизни Гудмана Университета Бар-Илан в сотрудничестве с доктором Саги Сниром из Хайфского университета.
Отслеживание изменений белков у разных видов
Сарит Фельдман-Трабелси, аспирантка из лаборатории профессора Коэна, разработала новый вычислительный инструмент под названием PHARAOH (Positive posttranslational Modifications Regulator of Healthspan – регулятор продолжительности здоровой жизни через положительные посттрансляционные модификации). Используя передовые статистические методы, PHARAOH сравнивал последовательности белков у 107 видов млекопитающих с разной продолжительностью жизни. Такой подход позволил исследователям отследить специфические изменения белков, особенно посттрансляционные модификации (ПТМ), такие как ацетилирование, на протяжении всей эволюции и выявить те, которые постоянно встречаются у долгоживущих видов.
ПТМ регулируют важнейшие клеточные процессы и связаны с повышенной устойчивостью к возрастным заболеваниям, включая рак. Сравнивая долгоживущих и короткоживущих млекопитающих, команда обнаружила последовательные модификации белков, связанные с увеличенной продолжительностью жизни. Экспериментальная проверка подтвердила, что ПТМ, выявленные PHARAOH, играют важную биологическую роль в процессе старения и сопротивлении заболеваниям.
Значение для продолжительности здоровой жизни и устойчивости к болезням
«Наши открытия открывают перспективный путь к пониманию того, как модификации белков могут защищать от возрастных заболеваний и способствовать более долгой и здоровой жизни», – сказал профессор Коэн. «Выявив ПТМ, связанные с долголетием, мы можем начать исследовать терапевтические стратегии, имитирующие эти естественные, эволюционно сохраненные механизмы».
Одним из поразительных выводов исследования стало то, что крупные млекопитающие, такие как киты, демонстрируют значительно более низкие показатели заболеваемости раком, несмотря на то, что у них значительно больше клеток, чем у мелких животных. Исследование показало, что определенные ПТМ, обнаруженные у этих видов, вероятно, выполняют защитную роль против рака, проливая свет на молекулярные стратегии устойчивости к болезням и долголетия.
Эти открытия открывают путь для будущих исследований в области терапии, направленной на белки и модификации, связанные со здоровым старением. Используя природные стратегии долголетия, исследователи стремятся найти новые методы замедления старения и борьбы с такими заболеваниями, как рак, болезнь Альцгеймера и диабет.
Об авторе
