Ученые нашли способ продлить жизнь до 100 и более лет

В составе международного научного коллектива, специалисты БФУ выявили участок генома человека, который отвечает за продолжительность жизни и способствует "здоровому старению".

Они обнаружили, что фрагмент митохондриальной ДНК имеет прямое влияние на возникновение и прогрессирование "старческих" заболеваний мышечной и нервной ткани. Эти результаты имеют большое значение, так как в будущем они могут помочь в подборе "третьего родителя" для обеспечения будущему потомству долгой и здоровой жизни. Данные результаты были представлены в bioRxiv, открывая новые перспективы в области генетики и возможности влиять на наше здоровье и долголетие. Это открытие подтверждает важность изучения генетического кода и его влияния на нашу жизнь, а также открывает двери для разработки новых методов лечения и профилактики возрастных заболеваний. Это важный шаг вперед в науке и медицине, который может привести к значительному улучшению качества жизни людей.

Эксперты БФУ объяснили, что в митохондриях человеческих клеток содержится небольшой фрагмент ДНК, отличный от основного генетического материала. Этот фрагмент, известный как митохондриальная ДНК (мтДНК), играет ключевую роль в обеспечении клеток энергией. Важно отметить, что структура мтДНК ближе к ДНК бактерий и имеет форму замкнутого кольца.

Исследователи предполагают, что происхождение митохондриальной ДНК связано с древним симбиозом прокариотического организма и эукариотической клетки. Этот симбиоз, возможно, обеспечил животным новые возможности в процессе эволюции. Таким образом, мтДНК является важным элементом в понимании эволюции и функционирования млекопитающих.

Генетический материал, передаваемый от матери к потомству в виде "кирпичиков", отличается от ядерного генома тем, что не подвержен изменениям при смешивании генов обоих родителей. Это приводит к более ограниченному химическому разнообразию в молекуле митохондриальной ДНК, содержащей всего несколько десятков генов. Специалисты объясняют, что классификация групп на основе состава митохондриальной ДНК может быть представлена в виде дерева, где современные группы людей являются ветвями, а "митохондриальная Ева" - корнем.

Исследования показывают, что в процессе копирования ДНК в кольцевой молекуле возникают "скользкие места", где возможны ошибки. Эти ошибки приводят к "спотыканиям" и "перескакиваниям" машины копирования на другие фрагменты, что приводит к потере информации и образованию коротких и "сломанных" молекул. Константин Попадьин, старший научный сотрудник Центра геномных исследований БФУ, подчеркнул этот феномен.

Помимо этого, ученые отмечают, что "неправильные" молекулы митохондриальной ДНК обнаруживаются в организмах людей независимо от пола, образа жизни и возраста. Эти ошибки скапливаются в тканях, которые не подвергаются постоянному клеточному обновлению, таких как мышцы и нейроны. Таким образом, процессы копирования ДНК и возникновение ошибок в митохондриальной ДНК являются универсальными и неизбежными в организмах человека.

Эксперты из различных учебных и научных учреждений по всему миру провели исследование, которое позволило выявить интересные особенности митохондриальной ДНК у людей, достигших высокого возраста. Эти открытия могут иметь значительное значение для понимания процессов старения и развития возрастных заболеваний.

Когда в организме накапливается "критическая масса" молекул митохондриальной ДНК без фрагмента генетического материала, это может привести к гибели клеток и возникновению различных заболеваний, таких как проблемы опорно-двигательного аппарата и нервной системы. Эти заболевания существенно влияют на качество жизни человека и его способность к активной деятельности.

Интересно, что некоторые люди способны дожить до 100–120 лет, сохраняя при этом свое физическое и ментальное здоровье. Это наблюдение побудило ученых к изучению особенностей митохондриальной ДНК у долгожителей.

Исследования показывают, что изменения в химическом составе определенного участка митохондриальной ДНК (мтДНК) длиной в 13 нуклеотидов могут значительно повлиять на точность копирования этой молекулы. Этот участок, который обычно считается "скользким", перестает быть таким, что, в свою очередь, увеличивает вероятность правильного производства дочерней молекулы мтДНК.

Существует доказательство того, что замена даже одной "буквы" из 13 в этом участке на другую может значительно снизить вероятность ошибок при копировании и образования делеции - генетической мутации, приводящей к потере участка хромосомы. Специалисты считают, что отсутствие длинных повторов в митохондриальной ДНК может быть одной из причин долголетия некоторых линий развития митохондриального древа.

Исследование генетического материала в митохондриях ветви D4A, обитающей в Японии и Китае, показало необычный вариант "скользкого" участка. Ученый отметил, что в мтДНК представителей этой ветви обнаружена замена нуклеотида в одном из двух повторов, что делает их несовершенно похожими друг на друга и предотвращает проскальзывание.

Этот феномен можно сравнить со скороговоркой, объяснил специалист. Попытка без ошибок произнести фразу "шла Саша по шоссе и сосала сушку" может быть сложной, но если заменить "шоссе" на "дорогу", вероятность запинки снизится.

Таким образом, изучение генетического материала митохондрий позволяет обнаружить уникальные особенности структуры, которые могут иметь важное значение для понимания эволюции и адаптации различных популяций.

Исследования показывают, что у долгожителей в митохондриальной ДНК присутствуют "дорога" и "Александра", а не "шоссе" и "Саша". Это свойство способствует укреплению генетического материала, что в свою очередь благоприятно влияет на процесс старения и продолжительность жизни, пояснил Попадьин.

Одним из практических применений этих открытий является область митохондриальной медицины, которая начала развиваться примерно двадцать лет назад. Благодаря более здоровой митохондриальной ДНК, можно передавать тканям или даже яйцеклетке менее здоровые варианты этой ДНК. Митохондриальные варианты долгожителей могут рассматриваться как уникальные доноры, которые не только не содержат патологических мутаций, но и способны обеспечить более долгую жизнь с меньшим риском возникновения проблем в нервной и мышечной системах организма.

БФУ, являющийся участником программы "Приоритет-2030" национального проекта "Наука и университеты", оказал поддержку в выполнении данной работы.

Эта программа, ориентированная на развитие науки и образования, является одной из стратегических инициатив, которые проводятся в рамках национального проекта.

Результаты данной работы могут иметь значительное значение для достижения целей программы "Приоритет-2030" и улучшения общего научного потенциала страны.

Источник и фото - ria.ru