Исследователи выявили участок митохондриальной ДНК, отвечающий за продолжительность жизни и способствующий здоровому старению. Изменения в этом фрагменте снижают риск старческих заболеваний мышечной и нервной ткани.
Механизм долголетия
Ученые Балтийского федерального университета имени Иммануила Канта вместе с международным коллективом нашли участок генома человека, отвечающий за продолжительность жизни. Фрагмент митохондриальной ДНК напрямую влияет на появление и развитие старческих болезней мышц и нервов.
В будущем данный механизм может помочь ученым при подборе третьего родителя для долгой и здоровой жизни потомства. Результаты их работы были опубликованы в журнале bioRxiv.
Исследователи отмечают, что в клетках млекопитающих есть разные виды ДНК. Небольшой фрагмент находится не в ядре, а в митохондриях, которые снабжают клетку энергией. Это митохондриальная ДНК. По строению она похожа на генетический материал бактерий и образует замкнутое кольцо. Ее появление связывают с древним симбиозом прокариота и эукариотической клетки.
Такой генетический материал передается не от обоих родителей, как ядерный геном, а только от матери и в неизменном виде. Поэтому химическое разнообразие в нем меньше, чем в ядерной ДНК.
Повреждения
Исследователи объяснили, что в кольцевой молекуле есть скользкие места. На них машина, которая копирует ДНК, спотыкается и перескакивает на другой похожий фрагмент. Из-за этого часть информации теряется, а молекула становится короткой и сломанной.
Неправильные молекулы митохондриальной ДНК появляются во всех человеческих организмах независимо от пола, образа жизни и возраста. Ошибки накапливаются в тканях, которые не обновляются постоянно. Укорачивание мтДНК превращает ее из доброй в злую. Этот процесс идет, когда в молекуле есть одинаковые по последовательности нуклеотидов фрагменты, расположенные на некотором удалении друг от друга.
Когда внутри клетки накапливается критическая масса молекул мтДНК без фрагмента генетического материала, хозяйская клетка погибает. Тогда развиваются заболевания опорно-двигательного аппарата и нервной системы.
Долгожители
Коллектив ученых выявил, что митохондриальные ДНК долгожителей отличаются от мтДНК обычных людей. Такие мтДНК содержат изменения в химическом составе самого скользкого места длиной в 13 нуклеотидов. Оно перестает быть скользким, и копировальная машина чаще правильно производит дочернюю молекулу.
Биологи выяснили, что замена одной буквы из 13 в повторе на другую в десять раз снижает вероятность проскальзывания и образования делеции. Одной из причин долголетия некоторых ветвей развития митохондриального древа может быть именно отсутствие длинных повторов.
VK
OK
Telegram
Дзен