29.08.2019
ФизТех
14 560

Кожа выдала причину своего старения

Научная группа российских цитологов и геронтологов обнаружила неизвестную ранее закономерность, проливающую свет на клеточные механизмы старения человека и подсказывающую новые направления поиска «лекарства от старости».

Кожа выдала причину своего старения

Ученые установили корреляцию между возрастом доноров клеток и количеством двунитевых разрывов в ДНК фибробластов — клеточных элементов человеческой кожи. Работа опубликована в журнале Aging.

Представления о причинах и механизмах биологического старения, к которым склоняются большинство геронтологов мира, так или иначе базируются на гипотезе о накоплении с возрастом в клетках организма различных генетических нарушений, которые снижают способность клеток к репарации (восстановлению) критических повреждений ДНК.

Авторы работы изучали эти процессы на примере фибробластов, находящихся в среднем слое кожи. Сравнивая множество показателей биологических образцов, полученных от доноров различного возраста, ученые определяли степень влияния некоторых клеточных процессов на механизмы старения организма.

«Мы искали связь возраста человека и его кожи с накоплением в фибробластах критических повреждений ДНК особого вида, так называемых двунитевых разрывов», — рассказывает один из авторов работы Андреян Осипов, профессор РАН, старший научный сотрудник лаборатории разработки инновационных лекарственных средств МФТИ.

В качестве маркеров двунитевых разрывов ДНК в клетках человека радиобиологи чаще всего используют фокусы фосфорилированного гистона γH2AX, которые формируются в областях хроматина, прилегающих к двунитевому разрыву. Однако обнаружить корреляцию количества этих фокусов в активно пролиферирующих клетках с возрастом человека до сих пор никому не удавалось.

Дело в том, что в популяциях пролиферирующих клеток, с которыми работают большинство ученых, обычно имеются клетки, пребывающие на разных стадиях клеточного цикла. Некоторая часть клеток находится на стадии синтеза ДНК, в так называемой S-фазе, когда хоть и образуется множество двунитевых разрывов, но потом они корректно репарируются. Поэтому если в таких обстоятельствах анализировать маркеры разрывов, то можно обнаружить корреляцию только с клеточной пролиферативной активностью, которая от возраста донора практически не зависит.

Процедура деления клеток в самом общем виде напоминает процесс размножения макроорганизмов. Первым делом клетке нужно подготовиться к размножению: эта стадия называется интерфазой. Она делится на следующие составляющие, традиционно обозначаемые латинскими буквами и цифрами: G0 — фаза «покоя». Клетка просто живет и пока не собирается делиться. На этой фазе ее называют «покоящейся» или «отдыхающей»; G1 — начинается синтез клеточных компонентов; S — самая интересная в контексте данной работы фаза: здесь происходит синтез (репликация) ДНК клеточного ядра; G2 — подготовка к митозу — и, наконец, собственно митоз, деление клетки на две новые / ©Дизайнер Елена Хавина / Пресс-служба МФТИ
Процедура деления клеток в самом общем виде напоминает процесс размножения макроорганизмов. Первым делом клетке нужно подготовиться к размножению: эта стадия называется интерфазой. Она делится на следующие составляющие, традиционно обозначаемые латинскими буквами и цифрами: G0 — фаза «покоя». Клетка просто живет и пока не собирается делиться. На этой фазе ее называют «покоящейся» или «отдыхающей»; G1 — начинается синтез клеточных компонентов; S — самая интересная в контексте данной работы фаза: здесь происходит синтез (репликация) ДНК клеточного ядра; G2 — подготовка к митозу — и, наконец, собственно митоз, деление клетки на две новые / ©Дизайнер Елена Хавина / Пресс-служба МФТИ

«Наша идея заключалась в том, чтобы отделить покоящиеся клетки от пролиферирующих и посчитать их фокусы раздельно, — объясняет Андреян Осипов. — Сделать это удалось с помощью маркера клеточного деления Ki67». В результате наши ученые впервые в мире обнаружили совершенно четкую и однозначную зависимость количества двунитевых разрывов в покоящихся фиброластах кожи от возраста доноров.

Обнаружение этой зависимости позволяет, в частности, предположить возможность создания метода антивозрастной терапии, основанного на повышении эффективности репарации двунитевых разрывов. Добиться последнего в будущем, возможно, удастся с помощью методов генной инженерии или подбора химических соединений, влияющих на соответствующие процессы.

«Полученные нами данные открывают возможности для разработки новых терапевтических процедур и фармакологической коррекции для лиц с нарушенными процессами передачи сигналов в клеточных путях репарации двунитевых разрывов ДНК», — добавил Сергей Леонов, заведующий лабораторией разработки инновационных лекарственных средств МФТИ.

В исследовании принимали участие ученые из Московского физико-технического института, Института стволовых клеток человека, Федерального медицинского биофизического центра имени А. И. Бурназяна, Института биохимической физики имени Н. М. Эмануэля РАН, Института химической физики имени Н. Н. Семёнова РАН, Национального медицинского исследовательского центра онкологии имени Н. Н. Блохина, Национального медицинского исследовательского центра реабилитации и бальнеологии Министерства здравоохранения, Института биологии Коми научного центра Уральского отделения РАН, Института молекулярной биологии имени В. А. Энгельгардта РАН и Института биофизики клетки РАН.

Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда и Министерства образования и науки РФ.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет), известен также как Физтех — ведущий российский вуз по подготовке специалистов в области теоретической, экспериментальной и прикладной физики, математики, информатики, химии, биологии и смежных дисциплин. Расположен в городе Долгопрудном Московской области, отдельные корпуса и факультеты находятся в Жуковском и в Москве.
Позавчера, 21:16
Илья Ведмеденко

Перспективный российский многоцелевой самолет «Байкал» оторвался от земли. Первый полноценный полет машина должна выполнить до конца января.

Позавчера, 11:00
Сергей Васильев

Новые измерения свойств минерала из глубоких слоев мантии показали, что ядро планеты теряет тепло в полтора раза активнее, чем полагали до сих пор.

Позавчера, 19:15
Илья Ведмеденко

Российские специалисты из НПО имени С. А. Лавочкина предложили создать надувной модуль, который будет уводить старые космические аппараты с орбиты.

Позавчера, 11:00
Сергей Васильев

Новые измерения свойств минерала из глубоких слоев мантии показали, что ядро планеты теряет тепло в полтора раза активнее, чем полагали до сих пор.

12 января
Алиса Гаджиева

Дополнительное исследование вулканических пород формации Кибиш в Эфиопии изменило датировку найденных там костей Homo sapiens.

Позавчера, 21:16
Илья Ведмеденко

Перспективный российский многоцелевой самолет «Байкал» оторвался от земли. Первый полноценный полет машина должна выполнить до конца января.

26.12.2021
Александр Березин

Российская тяжелая ракета имеет все шансы взлететь после Starship, хотя ее начали создавать на 20 лет раньше, да и по параметрам она радикально уступает детищу Илона Маска. Попробуем разобраться, почему любая попытка создать классическую ракету в наши дни — пустая трата времени и средств. А заодно дать ответ на вопрос, какую космическую ракету на самом деле стоит создавать России.

12 января
Алиса Гаджиева

Дополнительное исследование вулканических пород формации Кибиш в Эфиопии изменило датировку найденных там костей Homo sapiens.

19.12.2021
Александр Речкин

Корпорация Илона Маска с 2012 года разрабатывает космический корабль, который может изменить правила игры в космической отрасли. Starship, как его называют, должен стать многоразовой транспортной системой, способной доставить на Красную планету до 100 человек за раз.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: