14.03.2013

Теломеры ДНК подсказывают продолжительность жизни и вероятность тяжелых заболеваний

В 1961 году Леонард Хейфлик (Leonard Hayflick) и Пол Мурхед (Paul Moorhead) опубликовали исследование , согласно которому даже в идеальных для существования человеческих клеток, условиях эмбриональные фибробласты способны делиться ограниченное число раз. После этого клетки «замирают» и существуют в таком состоянии продолжительное время. А в 1971 году русский исследователь Алексей Матвеевич Оловников для объяснения данных американских коллег на основе появившейся к этому времени информации о принципах синтеза ДНК выдвинул смелую теорию маргинотомии.

Её суть заключалась в том, что с каждым новым циклом деления клетки концевая последовательность ДНК хромосомы (теломер) укорачивается. И так происходит до тех пор, пока клетка не потеряет способность к делению. Этот феномен связан с тем, что синтез копии ДНК, за которую ответственен фермент ДНК - полимераза, - начинается не с самого конца молекулы. Из этого следует, что по длине теломера можно определить число клеточных делений и предположить возраст организма.

В эту теорию логично укладывается «вечная молодость» бактерий с их кольцевой ДНК. Кроме того, она объясняет защищённость перед лицом времени теломерных последовательностей у стволовых, половых и некоторых других видов клеток. Дело в том, что при каждом клеточном делении в них происходит удлинение теломеров, что обусловлено активностью особого фермента – теломеразы. В большинстве соматических (не половых) клеток она заблокирована. 85% раковых клеток также содержат активную теломеразу, что позволяет учёным считать появление её активности в клетке ключом к злокачественному перерождению.

Кроме прямого указания на продолжительность жизни организма сокращение длины теломеров может быть связано с возрастными заболеваниями, а также с курением, загрязнением воздуха и окислительным повреждением, которое вызвано стрессом. Эти и многие другие факторы ускоряют биологическое старение организма.

И вот теперь исследователи из Межгорного института сердца (Intermountain Heart Institute в Солт-Лейк-Сити, США), входящего в состав Межгорной системы здравоохранения (Intermountain Healthcare), обнаружили, что продолжительность жизни пациентов с заболеваниями сердца также может быть предсказана на основе длины теломера.

«Хромосомы по своей природе постоянно укорачиваются, и мы становимся старше, - рассказывает в официальном пресс-релизе руководитель исследования Джон Карлкист (John Carlquist). – Как только они становятся слишком короткими и перестают функционировать должным образом, сигнализируя о конце жизни клетки, у человека резко возрастает риск проявления возрастных заболеваний».

На крупнейшем международном научном съезде Американского колледжа кардиологии (American College of Cardiology’s Annual Scientific Session) в Сан-Франциско исследователи представили данные анализа ДНК 3500 человек, переживших сердечный приступ (острый инфаркт миокарда) или инсульт.

Учёные продемонстрировали, что при введении статистической поправки на возраст пациенты с более длинными теломерами после острой фазы сердечного заболевания живут дольше. Причём специалисты полагают, что длина теломера является здесь не только показателем возраста организма, но также определяет вероятность его выживания и срока дальнейшей жизни.

Проведённое исследование беспрецедентно по масштабу, что крайне редко для научно-исследовательских работ по человеческому организму. Благодаря электронному архиву Intermountain Healthcare, в распоряжении учёных были данные по образцам ДНК для более чем 30 тысяч пациентов с заболеваниями сердца, а также клиническая картина течения болезни и данные о выживаемости, по крайней мере, за последние 20 лет.

«Этот ресурс не имеет аналогов в мире. Мы смогли измерить скорость изменения длины теломеров для одних и тех же пациентов с течением времени. Большинство же подобных исследований ограничивается анализом одного временного среза», - подчёркивает доктор Карлкист.

Ещё одним ключом к успеху для исследователей стала возможность сотрудничества со специалистами в узких областях со всего мира, в том числе и с Ричардом Каутоном (Richard Cawthon) – международным экспертом в изучении параметров и функций теломеров.

Джон Карлкист и его коллеги высказывают надежду на то, что в будущем измерение длины теломера может стать способом оценки эффективности лечения острых стадий сердечных заболеваний. «Сейчас в нашем распоряжении есть уровень холестерина в крови и кровяное давление пациента, которые вполне позволяют увидеть, как работает лечение. Но более глубокий хромосонный анализ мог бы помочь медикам оценить влияние терапии на организм человека и сказать,

эффективна она или нет», - заключает учёный.

Источники:

1. polit.ru