Мутация в гене lin-53 сильно усложняет жизнь нематод C. elegans: им сложнее передвигаться и умирают они раньше своих здоровых сородичей. Немецкие ученые обнаружили, что эти эффекты можно воспроизвести по отдельности, и вывели линию короткоживущих, но активно ползающих червей и, наоборот, малоподвижных долгожителей. Таким образом они показали, что сокращение срока жизни и старческие болезни, с одной стороны, возникают за счет разных механизмов, но, с другой стороны, имеют общую причину.
Одним из двигателей старения в последнее время часто называют эпигенетические изменения — перестройку генома клетки, в ходе которой одни участки ДНК становятся недоступны для считывания информации, а другие, наоборот, «открываются». За сворачивание и разворачивание ДНК отвечают белки гистоны, которые накручивают ее нити на себя. Поэтому, например, так популярен среди геронтологов ресвератрол — вещество из кожуры винограда, которое посредством белков сиртуинов поддерживает связь гистонов с ДНК и тормозит эпигенетическую перестройку.
Теперь ученые из Берлина обратили свое внимание на другой белок, удерживающий гистоны на своих местах. У нематод C. elegans, с которыми они работали, он называется lin-53, но у человека тоже есть его аналог, RBBP4/7. Животные, которым исследователи заблокировали ген lin-53, жили на 40% короче, чем контрольные особи. Кроме того, они медленнее плавали и ползали. При детальном рассмотрении оказалось, что виной тому разрушение мышц — в некотором роде аналог старческой саркопении.
Вопрос о том, как связаны продолжительность и качество жизни, до сих пор остается открытым. Неизвестно, всегда ли продление жизни приводит к улучшению здоровья или же возможны случаи, в которых удлиняется лишь период дряхлости, когда большинство физиологических функций уже нарушено.
Ученые предположили, что lin-53 может влиять на продолжительность жизни червей и здоровье их мышц независимо, поскольку в клетке он работает в составе сразу нескольких молекулярных комплексов. Исследователи обнаружили, что он участвует в поддержании целостности мышц в комплексе с белками NuRD. По крайней мере, когда они лишили червей комплекса NuRD, оставив нетронутым lin-53, животные утратили подвижность, но сохранили нормальную продолжительность жизни. А за долголетие, как оказалось, lin-53 отвечает в составе другого комплекса, Sin-3: мутанты, у которых этот комплекс не работал, жили меньше, чем здоровые животные.
Таким образом, и длину жизни, и состояние здоровья организма C. elegans оказалось возможно регулировать по отдельности. Тем не менее в основе обоих лежит один и тот же эпигенетический механизм.
Авторы работы полагают, что у человека здоровье и долголетие тоже могут быть связаны на эпигенетическом уровне. Известно, что количество RBBP4/7, аналога lin-53, в клетках снижается при прогерии Хатчинсона — Гилфорда. Это заболевание, представляющее собой самый известный тип ускоренного старения, связано с нарушением упаковки ДНК в ядре и эпигенетическими перестройками. В то же время известны и болезни мышц — например, мышечная дистрофия Эмери-Дрейфуса, которые тоже сопровождаются нарушением структуры ядра. Можно предположить, что в их основе тоже лежат изменения в активности RBBP4/7. А если это так, то контроль за работой этого белка мог бы помочь изменять продолжительность жизни и состояние здоровья одновременно.