С течением времени в клетках происходят накопительные изменения, что делает обращение вспять процесса старения посредством единичного воздействия сложной задачей. Тем не менее, исследователи предприняли попытку выявить гены, активация которых потенциально способна инициировать омоложение.

В процессе старения активность тысяч генов претерпевает изменения: некоторые активируются, в то время как другие постепенно дезактивируются. Это приводит к ухудшению функциональности клеток – замедляется регенерация повреждений, снижается выработка необходимых белков и возрастает чувствительность к стрессовым факторам. На основе изменений в активности генов специалисты могут приблизительно оценить биологический возраст клетки.

Ранее ученым уже удалось частично устранить некоторые из этих изменений. Наиболее распространенный подход основан на использовании «факторов Яманаки» – комплекса из четырех белков, способных перезапустить клеточный цикл и вернуть клетке характеристики более молодого состояния. В ходе экспериментов такое перепрограммирование демонстрировало способность нивелировать определенные признаки старения.

Однако данный метод имеет существенный недостаток: в процессе перепрограммирования клетка может утратить свою специализацию, а чрезмерное воздействие увеличивает вероятность развития опухолевых образований. Более подробную информацию о потенциальных рисках и преимуществах данного подхода можно найти по ссылке. Naked Science рассказывал ранее.

Авторы новой научной работы, опубликованной в журнале Nature Aging, была разработана методика, позволяющая оценить возраст клеток кожи на основе активности 146 генов. После этого ученые последовательно активировали 89 генов-кандидатов в старых человеческих фибробластах – клетках соединительной ткани, ответственных за выработку коллагена и регенерацию кожи. Целью исследования было обнаружение гена, способного вернуть старой клетке характеристики более молодого состояния без потери ее основных функций.

Наиболее эффективным в этом отношении оказался ген SRSF1. Он содержит информацию для синтеза белка, участвующего в сплайсинге – процессе модификации РНК, включающем удаление и соединение определенных участков молекулы. Кроме того, было установлено, что с возрастом активность этого гена в фибробластах снижается.

При усилении работы SRSF1 наблюдалось существенное изменение профиля активности генов в старых человеческих клетках. Этот эффект был зафиксирован во всех шести исследованных линиях фибробластов. Согласно разработанной модели, «транскриптомный возраст» этих клеток уменьшился в среднем на 26 лет.

Клетки сохранили свою первоначальную специализацию, оставаясь фиробластами, что свидетельствует об отсутствии потери функциональных характеристик. Тем не менее, это не подразумевает буквального омоложения клеток на 26 лет; речь идет о расчетном возрасте, определенном по профилю активности генов.

Наблюдались изменения и в функциональных характеристиках клеток: выработка коллагена увеличилась приблизительно на четверть, а признаки старения стали менее заметными. В ходе лабораторного эксперимента, моделирующего повреждение тканей, клетки с повышенной активностью SRSF1 демонстрировали более быстрое заживление искусственно созданных ран по сравнению с контрольными.

Эффективность подхода была проверена с использованием пожилых мышей. В эксперименте, посвященном заживлению ран, приняли участие восемь животных: две молодые особи в качестве контрольной группы, две старые особи в контрольной группе и четыре старых мыши с увеличенной активностью SRSF1. Для повышения активности гена в коже животных использовался вирусный вектор, что позволило наблюдать за процессом заживления ран. После проведенного воздействия возрастная задержка значительно снизилась, а время восстановления приблизилось к показателям у молодых грызунов.

Авторы исследования выдвинули гипотезу о том, что SRSF1 влияет на обработку РНК сразу нескольких групп генов, ответственных за регуляцию активности и синтез белков. Именно поэтому старые клетки демонстрируют частичный переход к более молодому режиму функционирования.

Полученные данные не подтвердили способность повышения уровня активности SRSF1 продлевать жизнь мышам или останавливать процесс старения всего организма. Кроме того, системное увеличение активности гена не привело к улучшению восстановления тканей мышц у пожилых животных. Таким образом, на данном этапе речь идет о восстановлении отдельных, связанных с возрастом, свойств клеток и тканей.