Исследователи из Медицинского института Говарда Хьюза (HHMI) показали, что изменения в клеточных структурах, называемых лизосомами, способны влиять на продолжительность жизни и передаваться по наследству через гистоны – белки, которые управляют активностью ДНК.
Открытие, сделанное на модели микроскопического червя C. elegans, открывает новую страницу в науке о наследственности и старении.
Как лизосомы продлевают жизнь
Команда под руководством профессора Мэн Ван изучала, как клетки управляют процессами старения. Ранее ученые заметили, что если повысить активность определенного фермента в лизосомах червя, его жизнь можно продлить на 60%. Но неожиданно оказалось, что даже потомство таких червей, не унаследовавшее генетическую модификацию, тоже живет дольше обычного. Эффект передавался по наследству до четырех поколений.
“Мы привыкли думать, что наследственность ограничивается ядром клетки и ДНК, но теперь видно, что информация может передаваться и через другие структуры”, – объясняет Ван.
Гистоны – переносчики “памяти” о долголетии
Ученые выяснили, что изменения в работе лизосом активируют цепочку внутриклеточных процессов, которая приводит к модификации гистонов. Эти белки, обычно отвечающие за упаковку ДНК, становятся своеобразными “мессенджерами”, переносящими информацию из соматических (телесных) клеток в репродуктивные.
Таким образом, клетки потомков получают эпигенетические сигналы, которые не изменяют сам генетический код, но влияют на то, какие гены будут активированы.
Именно эти сигналы – своего рода “молекулярная память” – и обеспечивают наследуемое долголетие.
Когда стресс помогает жить дольше
Исследование показало, что такие эпигенетические изменения активируются, например, при голодании или стрессе. Лизосомы в этот момент меняют свой метаболизм, посылая сигналы в репродуктивные клетки. Это помогает потомству лучше справляться с неблагоприятными условиями – даже если оно само их не переживало.
“Мы впервые показали, как информация о состоянии организма – например, о стрессе или питании – может физически перемещаться между поколениями”, – говорит Ван.
Что это значит для людей
Хотя исследование проводилось на червях, его значение выходит далеко за пределы лаборатории. Эпигенетические механизмы, подобные этому, существуют и у человека. Они могут объяснить, как пережитые стресс, недоедание или образ жизни родителей отражаются на здоровье их детей и внуков.
Ученые предполагают, что со временем эти знания помогут создавать новые методы профилактики старения и терапии возрастных заболеваний.
Впервые доказано: наследственность – это не только ДНК
Результаты работы добавляют убедительные доказательства того, что информация может передаваться между поколениями без изменений генетического кода. “Теперь мы знаем, что соматические и репродуктивные клетки связаны через гистоны. Это объясняет, как память о физиологических изменениях может храниться и передаваться поколениям”, – подытоживает Ван.
