«Мы привыкли думать, что, когда клетка достигла полного созревания, её ДНК становится стабильной и постоянной. Молекулярные ярлыки, которые крепятся к ней, регулируют работу генов и определяют специализацию клетки, также не меняются, — рассказывает профессор неврологии и нейронаук Хунцзюнь Сун (Hongjun Song) из Университета Джона Хопкинса. — Наше исследование показало, что некоторые клетки меняют свою ДНК постоянно просто для выполнения ежедневных функций».
Изменение ДНК происходит в процессе деметилирования, то есть удаления метильных групп. «Вести. Наука» уже не раз рассказывали о процессе метилирования ДНК, который не меняет последовательность нуклеотидов (генетических «букв»), но существенно изменяет активность тех или иных генов.
Метильные группы связываются с одним из четырёх азотистых оснований ДНК цитозином (Ц). Удаление их — это многоступенчатый процесс, который включает в себя вырезание из ряда пар «букв» цитозина с прикреплённой к нему метильной группой. Затем цитозин в идеале без метильной группы возвращается на своё законное место в цепи.
То есть данное вмешательство приводит к разрезанию ДНК соответствующими соединениями, а значит, открываются возможности для генетических мутаций. По этой причине клетки используют данный процесс «с чувством, с толком, с расстановкой» — как правило, для правки ошибок.
Недавние исследования показали, что этот чувствительный процесс, однако, активно идёт в мозге многих млекопитающих, гораздо более активно, чем в остальных органах и тканях. ДНК переживает многочисленные модификации. Группа Суна хотела выяснить, почему столь рискованные преобразования происходят в столь важной для организма нервной ткани.
Тут стоит вспомнить, как клетки нервной ткани нейроны «общаются» между собой. Соединения клеток называются синапсами. В них один нейрон передают сигнал другому, испуская химические «сообщения», которые принимаются белковыми рецепторами второй клетки.
Объём «передаваемых данных» регулируется активностью генов, отвечающих за производство тех или иных белков. То есть активность генов (мы помним, что на них влияет процесс метилирования) определяет количество отправляемых химических «сообщений» и получающих их рецепторов на поверхности нейронов.
Когда команда Суна стала добавлять различные препараты к нейронам, извлечённым из мозга мышей, активность синапсов стала меняться. Объём передаваемой информации уменьшался либо увеличивался.
Учёные выяснили, что это связано с активностью гена Tet3, который инициирует то самое деметилирование ДНК. Когда его практически не происходило, активность гена была слабой.
В дальнейшем американские исследователи искусственно изменили содержание Tet3 в клетках. Оказалось, что в отсутствие гена активность синапсов увеличивается, и наоборот. Тогда учёные решили выяснить, зависит ли работа гена от активности синапсов. Оказалось, что низкое содержание Tet3 приводит к увеличению производства в синапсах приёмника химических сообщений белка GluR1.
Таким образом, команда Суна обнаружила механизм, с помощью которого синапсы поддерживают на примерно одинаковом уровне приёмку приходящих от других клеток сообщений.
Так, если «объём входящих данных» высок (нейроны обмениваются большим количеством сигналов), то ген Tet3 включается в работу. В результате «помеченный» метильными группами цитозин вырезается из ДНК. Это, в свою очередь, приводит к уменьшению выработки белка GluR1 и, как следствие, возвращению синапсов в спокойное состояние.
Может происходить и обратный процесс, который приводит к усилению работы синапсов, если первоначальная активность «товарищей» низкая.
"Если вы ослабите нейронную активность, нейроны увеличат «объём принимаемых данных», чтобы попытаться вернуться на прежний обычный для них уровень, и наоборот. Но они не могут сделать этого без гена Tet3", — сообщает Сун.
Понятно, что поломка такого рода регуляторного механизма приводит к нарушениям в работе нервной ткани и как следствие к ухудшению способности к обучению, ослаблению памяти и различным нарушениям мозговой деятельности.
Возможно, некоторые заболевания появляются именно из-за рискованных изменений ДНК и потери нейронами способности к восстановлению прежнего уровня активности, пишут учёные в статье, вышедшей в журнале Nature Neuroscience.
Авторы: Antoine Roux, Chunlian Zhang, Jonathan Paw, José Zavala-Solorio, Twaritha Vijay, Ganesh Kolumam, Cynthia Kenyon, Jacob C. Kimmel
Аннотация
Сообщалось, что временная индукция...
Авторы: Александр Трапп, Чаба Керепеси, Вадим Николаевич Гладышев
Аннотация
Метилирование ДНК определенного набора динуклеотидов CpG стало критическим и точным биомаркером процесса старения. Многовариантные модели машинного обучения, известные как...
Краткое содержание
Старение - это постепенное снижение физической формы организма, которое со временем приводит к дисфункции тканей и заболеваниям. На клеточном...
Новые результаты
Старение часто воспринимается как дегенеративный процесс, вызванный случайным накоплением клеточных повреждений с течением времени. Несмотря на это, возраст можно...
Гемопоэтические стволовые клетки (HSC) с возрастом обнаруживают функциональные изменения, такие как снижение регенеративной способности и миелоидно-зависимая дифференцировка. Ниша HSC, которая...
Наше недавнее исследование установило, что факторы молодой крови не являются причиной и не являются необходимостью для системного омоложения тканей млекопитающих...
Аннотация
Гетерохронный обмен крови омолаживает старые ткани, и большинство исследований о том, как это работает, фокусируется на молодой плазме, ее фракциях...
Аннотация
Известно, что молодая плазма крови оказывает благотворное влияние на различные органы у мышей. Однако не было известно, омолаживает ли молодая...
Если вы избегаете громких заявлений и в течении длительного времени соблюдаете дисциплину недосказывания посреди яркого неонового мира, то возможно вы...
Краткое содержание
Коронавирус (HCoV-19) вызвал новую вспышку коронавирусной болезни (COVID-19) в Ухане, Китай. Профилактика и реверсия...
Читать далее
Основные моменты
Смертность от возрастных заболеваний U-образная с надиром ниже репродуктивного возраста
Количественные биомаркеры старения постоянно меняются на протяжении всей жизни
Бремя мутаций...
Клеточное старение - это состояние клетки, вовлеченное в различные физиологические процессы и широкий спектр возрастных заболеваний. В последнее время быстро растет...
Лекторий МГУ: Вадим Николаевич Гладышев, 28 мая 2019 г. 17.00Тема лектория: «Суть старения и путь к долголетию».
Профессор Факультета биоинженерии и...
Ученые давно проводят эксперименты по выведению различных гибридных видов животных. Как правило, это относится к лабораторным животным, опыты над которыми...
Возможно, в будущем люди смогут восстанавливать потерянные конечности — на это, во всяком случае, намекают медицинские эксперименты. Ученым уже известно...
Небольшая группа израильских учёных считает, что они нашли первое универсальное лечение против рака.
«Мы считаем, что через год мы предложим универсальное...
Самое первое человеческое испытание сенолитических лекарств, было объявлено ещё в июне, и большая часть мира практически не обратила внимания на него...
Данная статья собрана из нескольких моих ранних заметок о влиянии внеклеточного матрикса на процесс старения. Текст статьи будет обновляться — я планирую...
2018-й принес обнадеживающие результаты в борьбе со старением и стал годом взрывного роста бизнеса на бессмертии. Начались испытания сенолитика — препарата, убивающего стареющие клетки, ключевого...
Китайский ученый Цзянькуй Хэ заявил о рождении первых в мире детей из генетически отредактированных эмбрионов. По словам ученого, родились близняшки, у которых он попытался создать устойчивость к заражению...
Исследователи и ученые из Калифорнийского университета в Дейвисе со своими китайскими коллегами из компании United Imaging Healthcare (UIH) создали аппарат...
Технологии из научно-фантастической вселенной «Стартрек» продолжают проникать в нашу реальную жизнь. Мы уже читали о медицинском трикодере, слышали о разработках...
В дальнейшем ученый намерен распространить исследования на людей.
Генетик, молекулярный инженер и химик Джордж Черч из Гарварда основал стартап Rejuvenate Bio...
Остановись, старенье!
Ведущие ученые из 17 стран приехали в Россию, чтобы решить проблему старения. Именно теперь, по их мнению, накоплен критический...
Восстановление сердечной мышцы после месяца терапии внеклеточными везикулами. Иммунные метки: агглютинин (красный), тропонин (зеленый) и DAPI (голубой)
Исследователи Колумбийского университета, работающие...
Старение сопровождается развитием метаболических нарушений и дряхлением. Недавние исследования продемонстрировали, что снижение уровня никотинамидадениндинуклеотида (НАД+) – ключевой фактор замедления обменных процессов, связанного...
Время напрямую людей не убивает, старение – это биологический процесс. Есть группа заболеваний, которые называют возраст-ассоциированными, или старческими. Основным фактором риска...
Ученые из Медицинского института Говарда Хьюза усовершенствовали метод флюоресцентной микроскопии таким образом, что теперь с ее помощью можно снимать в...
Ученые из австралийского Института медицинских исследований Гарвана сообщили об открытии в клетках человеческого организма необычных структур ДНК – i-мотивов (intercalated-motif...
Самое распространенное среди мужчин онкологическое заболевание, рак простаты, которым страдает примерно четверть пациентов урологических стационаров, до недавнего времени лечили хирургически — удаляли...
Врачам из больницы Джона Хопкинса (штат Мэриленд) удалось провести успешную комплексную трансплантацию пениса и мошонки. Операция длилась 14 часов, в...
Результаты, полученные исследователями университета Колорадо в Боулдере, работающими под руководством профессора Дага Силса (Doug Seals), еще раз подтвердили, что применение...
Американские исследователи провели проверку имплантата-электростимулятора, призванного усилить память. В среднем способность к запоминанию слов удалось улучшить на 15%.
Если технология пройдет...
Лечение стволовыми клетками находит все большее применение в медицинской практике. Так, например, группа китайских ученых из Университета Тунцзи не так...
В 2012 году благодаря ученым нашего университета была осуществлена первая в России успешная операция по имплантации «искусственного сердца» человеку. К...
Исследователи лондонского университета королевы Марии, работающие под руководством доктора Леонардо Гуасти (Leonardo Guasti), использовали репрограммированные клетки для создания первого прототипа...
На основе данной статьи будет определяться разработчик искусственного интеллекта для данной системы управления возрастом.
×
ВАШ ЛИЧНЫЙ ВКЛАД В БОРЬБУ СО СТАРЕНИЕМ
Скооперируйтесь с тысячами других участников и создайте любой проект в области антистарения, проведите научные исспедования
Площадка для создания и финансирования проектов. Официальная страница сайта Сверхчеловечество.рф для сбора средств на ускорение прогресса в области омоложения: