Ученые нашли способ заблокировать ген KAT7. Это может замедлить старение

Китайским ученым удалось определить ключевой ген, отвечающий за старение. Работа была колоссальной. При помощи особой технологии ученые «разрезали» и изучили более 20 тысяч генов. Возможно, благодаря генной терапии удастся увеличить естественную продолжительность жизни, пишет «Кэцзи жибао».

В ходе проведения экспериментов с животными ученые доказали, что инактивация гена KAT7 позволяет замедлить естественный процесс старения. В результате 81% мышей, у которых был инактивирован данный ген, смогли прожить более 130 недель (около 80 лет в переводе на человеческий возраст). Среди мышей, которые не подвергались генной терапии, только 27% смогли дожить до 130 недель.

На протяжении всей жизни люди пытаются сохранить свою молодость как можно дольше, прибегая к различным средствам, которые якобы препятствуют старению. Но к сожалению, такие средства не решают основной проблемы. Возможно ли вообще одним действием остановить старение организма?

7 января в журнале Science Translational Medicine были опубликованы результаты шестилетнего исследования команды ученых из Китайской академии наук и Пекинского университета. С помощью платформы редактирования генома им удалось определить ключевой ген, отвечающий за старение. Им является ген KAT7, кодирующий гистонацетилтрансферазу.

Высокоточное картирование генома человека

Еще в 2015 году исследовательская группа из Института изучения животных Китайской академии наук под руководством Лю Гуанхуэя и Цюй Цзин установила сотрудничество с командами исследователей под руководством Тан Фулао из Пекинского университета и Чжан Вэйци из Пекинского института геномики при Китайской академии наук. При помощи технологии CRISPR «генетические ножницы» ученые произвели картирование более 20 тысяч генов, содержащихся в геноме человека один за другим. С помощью «генетических ножниц» в клетке «вырезали» ген, отвечающий за определенный признак. Таким образом, проводилось исследование состояния клетки после инактивации гена. Молодые клетки оставляли для дальнейшего анализа, в ходе которого определяли, инактивация какого гена приведет к увеличению продолжительности жизни клеток.

Это была утомительная и длительная работа. Каждую клетку необходимо было аккуратно «разрезать», инактивировать ген, а затем провести проверку инактивации данного гена на сотнях клеток. Более того, ученые исследовали более 20 тысяч генов, содержащихся в геноме человека, и для каждого из них требовалось от трех до шести различных «ножниц». Таким образом, для получения точных результатов были выращены и отобраны десятки миллионов клеток.

Обработав такой большой объем данных, команда исследователей выявила более 100 новых генов, влияющих на старение клеток человека, и проверили функции первых 50 генов. В результате было установлено, что инактивация этих генов может замедлить старение мезенхимальных стволовых клеток человека.

Инактивация ключевого гена может предотвратить старение

Среди 50 генов наибольшее влияние на процесс старения оказал KAT7, кодирующий гистонацетилтрансферазу.

В ходе проведения экспериментов с животными ученые доказали, что инактивация гена KAT7 позволяет замедлить естественный процесс старения. В результате 81% мышей, у которых был инактивирован данный ген, смогли прожить более 130 недель (около 80 лет в переводе на человеческий возраст). Среди мышей, которые не подвергались генной терапии, только 27% смогли дожить до 130 недель.

Инактивация ключевого гена KAT7 у мышей, страдающих прогерией (синдромом раннего старения), увеличивала среднюю продолжительность их жизни более чем на 20%. «Масштабы этого увеличения впечатляют. В конце концов, мы воздействуем только на один из десятков тысяч, содержащихся во всем геноме», — рассказала исследовательница Пекинского института геномики при Китайской академии наук и один из авторов статьи Чжан Вэйци.

Кроме того, ученые также подтвердили, что ингибирование и инактивация ключевого гена KAT7 замедляет старение клеток печени человека, а также снижает уровень экспрессии провоспалительных факторов, которые приводят к старению организма.

Как инактивация ключевого гена KAT7 может предотвратить старение?

Цюй Цзин, исследовательница Института изучения животных Китайской академии наук, объяснила, что белок, кодируемый геном KAT7, является ацетилтрансферазой, которая может добавлять к гистонам «ацетильную» группу. Гистоны — это белки, переплетенные с ДНК в ядре, которые вместе с ДНК образуют хромосому вместе. Ученые обнаружили, что KAT7 стимулирует экспрессию генов и запускает старение клеток посредством избирательного катализа реакции ацетилирования гистонов (H3K14). Раннее исследование, опубликованное в журнале Nature, показало, что инактивация ключевого гена KAT7 способствует лечению лейкемии. Таким образом, мы видим, что этот ген не просто кодирует ацетилтрансферазу, его влияние на человеческий организм довольно велико.

Постепенно будет составлена более полная генетическая карта старения

В ходе настоящего исследования было обнаружено около ста новых генов, отвечающих за старение, что также подтверждает раннее суждение команды ученых о том, что уже известные гены, ассоциированные со старением, являются лишь небольшой частью, и существует еще множество неизвестных генов. Ученые загрузили соответствующие результаты исследований и данные в базу (так называемую «генетическую карту старения»), которую могут использовать и пополнять коллеги и исследователи из Китая и других стран.

«Нашим первоначальным намерением было расширить знания о старении. На основе проделанной работы генетическая карта старения будет постепенно пополняться». По словам Цюй Цзин, индивидуальное старение сопровождается непрерывным накоплением в тканях и органах стареющих клеток, устранение или омоложение таких клеток может уменьшить риск развития дегенеративных заболеваний тканей и увеличить продолжительность здоровой жизни. Новые данные показывают, что благодаря генной терапии, основанной на инактивации одного гена, вероятно, удастся увеличить естественную продолжительность жизни млекопитающих.