Биологи выяснили, как работает сердце теломеразы — фермента, включение которого в организме взрослого человека может сделать его клетки бессмертными. «Эти данные приближают нас к пониманию строения, функционирования и регуляции теломеразы. В будущем они могут быть использованы для создания препаратов, которые будут как повышать активность теломеразы и увеличивать продолжительность жизни клеток, так и понижать ее для того, чтобы лишить раковые клетки бессмертия», — отмечает Елена Родина, биохимик из МГУ.
Клетки зародыша и эмбриональные стволовые клетки фактически бессмертны с точки зрения биологии — в адекватной среде обитания они могут жить практически вечно и делиться неограниченное число раз. При этом клетки тела взрослого человека через 40—50 циклов теряют способность делиться и вступают в фазу старения.
Эти различия связаны с тем, что каждое деление взрослых клеток приводит к сокращению длины их хромосом, концевые участки которых помечены специальными повторяющимися сегментами, так называемыми теломерами. Когда теломер становится слишком мало, клетка прекращает участвовать в жизни организма. Предполагается, что это защищает его от развития рака.
Как объясняют учёные, в эмбриональных и раковых клетках такого никогда не происходит, так как их теломеры обновляются и удлиняются при каждом делении благодаря особым ферментам — теломеразам. Гены, отвечающие за сборку этих белков, во взрослых клетках выключены, но в последние годы ученые активно думают о том, нельзя ли продлить человеческую жизнь, принудительно включив их или создав искусственный аналог.
Биологи и химики сделали первый шаг к решению этой задачи, изучив структуру центральной части фермента и выяснив, как он взаимодействует с молекулами РНК и ДНК при удлинении теломер в одиночных клетках дрожжей. Как показали опыты, по принципам работы этот белок похож на ксерокс. Он считывает одиночный образец — молекулу РНК — и копирует ее на ДНК будущей клетки, а затем склеивает новые копии между собой.
Ключевой частью этого процесса и всей теломеразы в целом биологи считают один из ее участков, получивший имя TEN. Предполагается, что он играет роль своеобразного контролера: следит за длиной теломер, определяя их начало и конец по особым последовательностям букв-нуклеотидов, и отвечает за их присоединение к общей нити ДНК и запуск сборки следующего участка.
Что интересно, структура TEN почти не различается у большинства многоклеточных существ, и это говорит о том, что она играет критически важную роль в эволюции на протяжении последних 500 миллионов лет. Как надеются ученые, дальнейшее изучение теломераз дрожжей, работающих постоянно, и их сравнение с аналогичными ферментами человека поможет понять, почему эти белки отключены в наших клетках, а также подобрать ключ к управлению их активностью.
В то же время ученые из Университета Дьюка в США нашли более простой способ снизить риск преждевременной смерти. «На протяжении 30 лет считалось, что умеренная степень активности приносит пользу для здоровья только в том случае, если упражнения занимают не менее десяти минут. Это противоречит государственным рекомендациям о здоровье, таким как советы чаще подниматься пешком по ступенькам, а не ездить на лифте, или парковаться подальше от места назначения. Это ведь не занимает 10 минут, почему же тогда такие меры были рекомендованы?» — отметил профессор Уильям Краус.
Его исследование показало, что даже короткие периоды умеренной или повышенной физической активности будут полезны для большинства людей. Под умеренной физической активностью, например, понимается ходьба в темпе, при котором сложно поддерживать разговор. При этом накопленные за день 30 минут такой активности могут быть полезнее, чем получасовой комплекс упражнений.
Ученые отмечают, что 150 минут умеренной или 75 минут повышенной активности в неделю будут полезны каждому.
Для исследования Краус и ученые из Национального института онкологии проанализировали данные 4840 человек в возрасте 40 лет и старше, которые участвовали в национальном обследовании состояния здоровья и питания. Из их числа 4140 человек оставались в живых в 2011 году.
Исследование показало, что среди тех, кто посвящал физической активности менее 20 минут в день, наблюдался наиболее высокий риск смертности. В группе людей, которые тратили на упражнения около часа в сутки, риск смерти снижался на 57 процентов. Смертность же среди тех, кто был активен более 100 минут в день, и вовсе снижалась на 76 процентов. Как отмечает сам Краус: «Чем больше времени вы посвящаете упражнениям, тем больше польза от этих занятий».
По материалам СМИ