Ученые выяснили, почему включение "генов бессмертия" вызывает слепоту

 Ученые из MIT раскрыли загадку того, почему принудительное включение генов, отвечающих за починку ДНК, не омолаживает сетчатку глаз у мышей, а убивает ее клетки. Их выводы были представлены в журнале Science Signaling.

Каждый день в любой клетке нашего организма происходит по 10-20 тысяч мелких поломок в ДНК, которые приводят к разрыву ее спиралей. На эти поломки реагирует целый комплекс белков и сигнальных молекул, которые распознают их, оценивают возможность починки, соединяют разорванные нити или подают сигнал на самоликвидацию клетки.

Российские и зарубежные ученые уже долгое время изучают эти системы, пытаясь понять, какие именно типы повреждений ДНК они чинят, что влияет на их активность и можно ли ее повысить, сделав клетки неуязвимыми для действия радиации и защитив их обладателя от развития рака.

Десять лет назад, по словам Самсон, ее команда провела одно из первых подобных исследований. Они проследили за тем, как повышенная активность гена AAG, отвечающего за ликвидацию мелких одиночных повреждений в одной из спиралей ДНК влияет на работу глаз мышей, получивших "лошадиную" дозу химиотерапии.

Как надеялись ученые, усиленная работа "гена бессмертия" защитит сетчатку грызунов от дегенерации, однако в реальности случилось ровно обратное – светочувствительные клетки начали гибнуть еще быстрее и мыши очень быстро ослепли.

На раскрытие этой загадки они потратили последующие десять лет. Ответ на нее оказался очень простой. Оказалось, что молекулы фермента AAG вырезали так много поврежденных сегментов ДНК, что это приводило к включению особого "белка смерти", молекулы PARP, инициирующей некроз, один из вариантов клеточного самоубийства.

При нормальной работе систем починки ДНК, этот фермент распознает разрывы в одиночных нитях ДНК, присоединяется к ним и вырабатывает сигналы, заставляющие другие белки чинить эти повреждения. В том случае, если таких разрывов будет слишком много, то чрезмерно высокая активность PARP лишает клетку ее запасов "энерговалюты", молекул АТФ, что приводит к ее распаду и гибели.

Содержимое бывшей клетки, как выяснили Самсон и ее коллеги, попадает в межклеточное пространство и вызывает воспаления, привлекая внимание макрофагов, особых иммунных телец, "переваривающих" останки умерших клеток.

Они, в свою очередь, вырабатывают ряд агрессивных молекул, которые проникают в еще живущие рецепторы сетчатки и еще сильнее повреждают ДНК. Это приводит к новому всплеску активности AAG, включению PARP, гибели новой порции клеток и усилению воспаления. В результате этого вся ткань быстро самоуничтожается.

Подобные процессы, как показали последующие опыты на мышах, происходят, хотя и в менее драматичной форме, и в других тканях и органах мышей, в том числе в мозжечке, костном мозге и поджелудочной железе. В ближайшее время, по словам Самсон, ее команда изучит то, насколько эти проблемы характерны для человеческих тканей и отдельных клеток.