Не только гены: ученые выяснили, как родители могут передать долголетие без изменений ДНК

Ученые, исследующие круглых червей C. elegans, обнаружили, что секреты долгой жизни могут передаваться от родителей к потомству без изменения генетического кода, сообщает ScienceDaily. Команда под руководством Мэн Ван из института HHMI Janelia (Howard Hughes Medical Institute) доказала, что изменения в лизосомах — клеточных структурах, которые расщепляют и перерабатывают вещества — могут влиять на продолжительность жизни и передаваться дальше через белки-гистоны.

В предыдущих экспериментах исследователи показали, что чрезмерная активность определенного фермента в лизосомах может продлить жизнь червей почти на 60%. Неожиданно, даже их потомство, которое не имело этой модификации, жило дольше обычных червей. Когда таких долгоживущих червей скрестили с "дикими типами" без изменений в ДНК, новое поколение тоже имело большую продолжительность жизни. Признаки долголетия сохранялись даже через четыре поколения.

Новое исследование показало, что эти эффекты передаются не через гены, а через гистоны — белки, которые помогают "упаковывать" ДНК в клеточном ядре и влияют на активность генов. Когда лизосомы в клетках тела изменяются так, что способствуют долголетию, гистоны переносят информацию об этих изменениях в репродуктивные клетки. Там эта "память" закрепляется химическими пометками — эпигенетическими модификациями, которые влияют на работу генов, не изменяя саму ДНК.

"Вы всегда думаете, что наследственность находится в ядре, внутри клетки, но теперь мы показываем, что гистон может переходить из одного места в другое, и если этот гистон несет какую-либо модификацию, это означает, что вы собираетесь перенести эпигенетическую информацию из одной клетки в другую. Это действительно обеспечивает механизм для понимания трансгенерационного эффекта", — говорит Мэн Ван.

Исследователи установили, что один тип таких эпигенетических изменений в гистонах был повышен у червей с более длинной продолжительностью жизни. Они выяснили, что изменения в лизосомном метаболизме, обмене веществ внутри клетки, активируют процессы, которые увеличивают количество специфического гистона. Этот гистон переносится из клеток тела к зародышевым клеткам — через белки, которые доставляют питательные вещества к яйцеклеткам.

В репродуктивных клетках гистон претерпевает дальнейшие изменения, что позволяет "сигналу" из лизосом перейти в наследственную линию. Таким образом информация о долголетии может передаваться от родителей к детям без всякого вмешательства в ДНК.

Команда также выяснила, что этот механизм активируется во время голодания, когда меняется работа лизосом. Это создает связь между физиологическими изменениями организма и наследованием определенных свойств.

Полученные данные дополняют растущее количество доказательств, что лизосомы не только "перерабатывают" отходы клетки, но и являются сигнальными центрами, которые контролируют важные биологические процессы. Теперь известно, что они могут влиять даже на следующие поколения.

"Теперь мы показываем, что клетки тела и зародышевая линия могут быть связаны гистонами и нести памятную генетическую информацию в течение поколений", — заключает Мэн Ван.

Ранее исследование ДНК 117-летней испанки Марии Браньяс, одной из старейших людей мира, выявило уникальные биомаркеры, которые могут объяснить долголетие женщины. Анализ показал, что ее клетки и иммунная система были значительно моложе хронологического возраста, а также обнаружил отличные показатели сердечно-сосудистого здоровья. Ученые предполагают, что ее долгая жизнь является результатом сочетания ряда генетических факторов и благоприятного образа жизни.