Впервые в истории науки геномы людей, достигших «экстремального долголетия», были расшифрованы с беспрецедентной детализацией. Это исследование открывает новые горизонты в понимании того, почему некоторые люди живут более 105 лет и при этом успешно избегают возрастных заболеваний, оставаясь в хорошей физической и умственной форме.
Цель исследования: найти генетическую основу здорового старения
«Старение является универсальным фактором риска для развития множества хронических заболеваний», — поясняет Паоло Гараньяни, доцент Болонского университета и ведущий автор работы. — Мы поставили перед собой задачу изучить генетику группы людей, перешагнувших 105-летний рубеж, и сравнить их с более молодыми жителями тех же регионов Италии. Молодая контрольная группа, избежавшая возрастных недугов, служит идеальным примером здорового старения, что делает сравнение особенно ценным».
Методология: сравнение геномов долгожителей и их младших соотечественников
Международная команда ученых под руководством Гараньяни и при участии Патрика Декомба из Nestlé Research в Швейцарии собрала уникальную выборку. В исследовании приняли участие 81 долгожитель с Апеннинского полуострова: одни были в возрасте 105 лет и старше, другие — от 110 лет и выше. Их генетические данные сравнили с показателями 36 здоровых итальянцев из тех же областей со средним возрастом 68 лет.
У всех участников взяли образцы крови для проведения полногеномного секвенирования — метода, который позволяет прочитать всю последовательность ДНК и найти ключевые различия между группами. Для повышения достоверности результатов ученые также провели перекрестный анализ с ранее опубликованными данными по 333 итальянским столетним долгожителям и 358 людям около 60 лет.
Главное открытие: пять общих генетических вариантов
Анализ выявил пять характерных генетических изменений (однонуклеотидных полиморфизмов), которые статистически значимо чаще встречались у людей в группах 105+ и 110+. Эти варианты расположены в геномной области между генами COA1 и STK17A. Что особенно важно, те же генетические особенности были подтверждены и в независимой выборке людей старше 100 лет. Биоинформатический анализ показал, что эти варианты, вероятно, влияют на активность трех конкретных генов, играющих критическую роль в поддержании здоровья клеток.
Как работают «гены долголетия»
Наиболее значимые генетические изменения были связаны с повышенной активностью гена STK17A в определенных тканях. Этот ген выполняет три жизненно важные функции: координирует ответ клетки на повреждение ДНК, запускает апоптоз (запрограммированную гибель) сильно поврежденных клеток и помогает контролировать уровень опасных активных форм кислорода (свободных радикалов). Все эти процессы напрямую связаны с предотвращением таких заболеваний, как рак.
Параллельно у долгожителей наблюдалось снижение активности гена COA1. Этот ген играет ключевую роль в коммуникации между ядром клетки и её энергетическими станциями — митохондриями. Нарушение этой связи является одной из фундаментальных причин старения клетки.
Кроме того, в той же геномной области была обнаружена повышенная экспрессия гена BLVRA, который отвечает за нейтрализацию активных форм кислорода, защищая клетки от окислительного стресса — еще одного мощного фактора старения и болезней.
Низкий уровень накопленных мутаций — второй ключевой фактор
«Ранее исследования на модельных организмах уже демонстрировали, что эффективность систем репарации (починки) ДНК напрямую влияет на продолжительность жизни, — отмечает Кристина Джулиани, старший автор исследования. — Теперь мы доказали, что этот принцип работает и у людей. Наши данные свидетельствуют: генетическая вариабельность, которая позволяет некоторым людям достичь предельного возраста, отчасти связана с их исключительной способностью эффективно управлять клеточными повреждениями на протяжении всей жизни».
Ученые также измерили количество спонтанных (соматических) мутаций, накопившихся у людей в разных возрастных группах. Оказалось, что у долгожителей 105+ и 110+ в шести из семи исследованных генов было значительно меньше вредных мутаций. Это означает, что их организмы лучше сопротивлялись возрастному накоплению генетических ошибок, что, вероятно, и защищало их от таких недугов, как сердечно-сосудистые заболевания.
Значение исследования
«Наша работа — это первое полногеномное исследование экстремального долголетия с таким широким охватом, которое позволило нам комплексно изучить как наследственные генетические особенности, так и накопленные соматические мутации», — подчеркивает профессор Массимо Делледонн из Университета Вероны.
«Полученные результаты позволяют сделать вывод, что существует два центральных механизма защиты у людей, достигших предельного возраста: повышенная эффективность систем репарации ДНК и низкий уровень разрушительных мутаций в ключевых генах. Вместе они создают мощный барьер против возрастных патологий», — резюмирует Клаудио Франчески, почетный профессор иммунологии Болонского университета и старший автор исследования.
Будьте в курсе самых важных научных открытий! Оставайтесь с нами!
Больше интересных статей здесь: Новости науки и техники.
Источник статьи: Восстановление ДНК в 105 лет.