Почти век тому назад учёные обнаружили, что уменьшение количества потребляемых калорий значительно увеличивает продолжительность жизни особей некоторых видов. Однако, несмотря на то, что проблеме был посвящён ряд исследований, до сих пор не было известно, как это работает. Но недавно учёным из Медицинской школы Льюиса Каца (Lewis Katz School of Medicine) при Университете Темпл (Temple University) удалось совершить прорыв. Результаты исследования опубликованы онлайн в издании Nature Communications.
Авторы работы впервые продемонстрировали, что скорость появления возрастных эпигенетических изменений в геноме связана с продолжительностью жизни, а ограничения по количеству потребляемых калорий замедляют эти изменения и таким образом влияют на долголетие.
«Наше исследование показало, что эпигенетический дрейф, характеризующийся изменениями метилирования ДНК с течением времени, у мышей происходит быстрее, чем у обезьян, а у обезьян — быстрее, чем у людей, — поясняет ведущий исследователь доктор Жан-Пьер Исса (Jean-Pierre Issa), директор Фелсовского научно-исследовательского института рака и молекулярной биологии (Fels Institute for Cancer Research & Molecular Biology).
Генами млекопитающих управляют химические изменения, такие, как метилирование ДНК. Их можно сравнить с «закладками», показывающими, какой ген нужно использовать. Этот феномен получил название эпигенетика. «Паттерны метилирования непрерывно меняются с течением жизни, интенсивность метилирования увеличивается на одних участках генома и падает на других», — поясняет доктор Исса. Предыдущие исследования показали, что эти изменения ассоциированы с возрастом, а вот их связь с продолжительностью жизни была продемонстрирована впервые.
Открытие было сделано после того, как учёные проанализировали схемы метилирования ДНК, выделенной из крови особей различных возрастов. В исследовании использовался не только биоматериал, полученный от людей, но и образцы крови мышей и обезьян. В ходе анализа использовалась методика глубокого секвенирования, позволившая выделить различные паттерны, характерные для представителей определённых возрастных групп.
Проанализировав полученные данные, учёные пришли к следующему выводу: чем больше объём эпигенетических изменений и чем быстрее они идут, тем короче продолжительность жизни, характерная для конкретного вида.
Затем исследователи задались вопросом, можно ли изменить эпигенетический дрейф с целью увеличения срока жизни. Один из самых эффективных известных способов достижения этой цели у животных — ограничение калорийности рациона с сохранением в пище всех необходимых питательных веществ. Чтобы исследовать этот эффект, учёные уменьшили калорийность суточного рациона молодых мышей на 40%. Питательную ценность рациона взрослых обезьян исследователи сократили на 30%. У представителей обоих видов было зарегистрировано снижение скорости эпигенетического дрейфа, благодаря чему изменения в метилировании у пожилых животных, находившихся на диете, оказались сравнимы с изменениями у молодых особей.
Благодаря своим наблюдениям, доктор Исса и его коллеги смогли назвать новый механизм — замедление эпигенетического дрейфа — объясняющий, как ограничение питательной ценности воздействует на продолжительность жизни животных. Открытие может быть применено в исследованиях, посвящённых здоровью, так как недавние работы показали, что чем больше выраженность эпигенетического дрейфа, тем выше риск развития связанных с возрастом заболеваний, в том числе рака. Доктор Исса и его соавторы надеются в скором времени обнаружить и другие факторы, влияющие на метилирование. Теоретически, этими факторами можно было бы управлять с целью профилактики «возрастных» заболеваний.
