Старение клетки – один из самых загадочных механизмов, который, возможно, играет определяющую роль в старении всего организма. Как долго человек может прожить, и какова роль теломер в этом процессе?

МОЛЕКУЛЯРНЫЕ «КВОТЫ» НА ЖИЗНЬ

Тема старения интересовала ученых еще с древних времен. Развитие организма и постепенное его увядание – явление, которое до сих пор изучается. Разгадка механизмов старения, возможно, позволит нам существенно увеличить продолжительность и качество нашей жизни.

В настоящее время существует множество различных теорий о том, почему же мы стареем. Более 50 лет тому назад американский ученый Л. Хейфлик обнаружил, что культура человеческих клеток (фибробластов) может делиться не более 50 раз. Почему же так происходит, что клетка, находясь вне организма может делиться лишь до определенного предела? Позже было выяснено, что за этот лимит отвечают специфические молекулярные комплексы – теломеры, размер которых уменьшается с каждым делением клетки. Именно они и определяют лимит деления клеток и, возможно, играют решающую роль в процессе старения.


ТЕЛОМЕРЫ, ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ ЖИЗНИ И РАК

Ежедневно в нашем организме происходит около 2 триллионов делений клеток. Одни клетки умирают, а на смену им приходят новые, которые способны выполнять возложенные на них функции.

Деление клетки всегда начинается с удвоения ДНК, в которой заключена вся информация о нас. То есть, в первую очередь дочерней клетки нужно передать информацию о том, какие у нее будут свойства, и какие функции она должна выполнять. Примечательно, что механизм удвоения ДНК происходит так, что с каждым делением ДНК укорачивается. Возникает закономерный вопрос: если ДНК укорачивается, то значит, уменьшается и количество генов, отвечающих за те или иные признаки и функции клеток? На самом деле, это не так.

Природа позаботилась о том, чтобы в процессе деления клетка не теряла важнейшую генетическую информацию. В 70-х годах прошлого столетия было обнаружено, что на концах ДНК расположены специфические последовательности – теломеры, которые не несут никакой информации. С каждым делением теломеры уменьшаются в размерах, и при достижении критически маленького размера теломер, в клетке срабатывает механизм запрограммированной смерти (апоптоз). Но в некоторых случаях вместо апоптоза в клетке реализуется другая программа – синтез новых теломер и возможность бесконечно размножаться. Так клетки становятся раковыми.



УДЛИНЕНИЕ ТЕЛОМЕР – ПУТЬ К БЕССМЕРТИЮ?

Укорочение теломер в процессе деления – это не просто путь к гибели клетки, но в долгосрочной перспективе это накопление ряда хронических заболеваний. Дело в том, что теломеры играют защитную роль, ограждая ДНК от внешних негативных факторов. С укорочением теломер уменьшается и защита ДНК, что приводит к появлению ряда заболеваний.

Недавно американские ученые из Стэнфорда разработали технологию, которая позволяет увеличить длину теломер на 40%, тем самым давая возможность клетке проходить больше стадий деления, а организму – дольше жить. Пока эксперименты провели на клетках кожи мышей, что позволило увеличить количество делений пропорционально увеличенной длине теломер и замедлить старение кожи.


Ученые надеются, что данная технология позволит в будущем справиться с тяжелыми возрастными заболеваниями (в том числе и нейродегенеративными), которые возникают из-за укорочения теломер.