|
Медики из США изучили старение на клеточном уровне. Попутно им удалось сделать еще один шаг на пути к созданию эффективных лекарств с минимумом побочных последствий. Все это стало возможным в ходе исследования активности генов в разных тканях человеческого организма.
14 ученых из девяти различных исследовательских центров США опубликовали в журнале PloS Genetics статью, посвященную подробнейшему исследованию роли ДНК в работе человеческого организма. Молекулярные биологи изучили 214 различных тканей, сопоставив в них активность генов. Таким образом собрана ценная информация для врачей и ученых, занятых разработкой новых лекарств.
Генетика и эпигенетика
Когда медицинским генетикам удалось выявить гены, мутация которых приводит к тем или иным болезням, в медицине свершился настоящий переворот. И вот уже генная терапия вступила в стадию клинических испытаний, когда бракованные гены заменяются непосредственно в пораженном органе. Так, уже несколько слепых от рождения пациентов смогли впервые отличить свет от тьмы. Кроме того, данные об индивидуальном геноме позволяют прогнозировать риск развития болезней и точнее подбирать лекарства. И все же для решения некоторых задач этой информации недостаточно.
Дело в том, что у человека насчитывается около 20 тыс. генов, и все они присутствуют практически в каждой клетке. Исключение составляют лишь эритроциты, в которых вообще нет ядра и ДНК. Но далеко не все 20 тыс. активны одновременно: большая часть генов «молчит», на их матрице не синтезируются молекулы РНК и клетка не синтезирует те белки, которые этими генами кодируются. Исследованием того, какие именно гены молчат или работают, занимается отдельный раздел молекулярной биологии – эпигенетика.
От генов к болезням
Информация об активности генов важна потому, что определенный набора работающих и молчащих генов определяет уникальные функции той или иной ткани. В нервных клетках будет активен ген, кодирующий обеспечивающие передачу нервных импульсов рецепторы, а в клетках мышц – ген, кодирующий молекулы белков, позволяющих клетке сокращаться в составе мышцы в целом. Какие-то гены могут работать только в ходе внутриутробного развития, а какие-то, напротив, играют важную роль в самоуничтожении клеток.
Если же совершенно нормальный, не мутировавший ген начнет работать в неправильном месте и в неположенное время, это может стать причиной различных болезней, вплоть до онкологических. Бывает и наоборот: внешнее воздействие, например курение, приводит к тому, что некоторые гены прекращают работу, что в свою очередь вызывает нарушение работы того или иного органа.
При разработке лекарств, целенаправленно действующих на тот или иной орган, информация об активных генах очень важна, ведь избирательное действие препарата связано с уникальным составом клеток, а состав клеток определяется в итоге опять-таки генами.
Результаты
Исследователи проверили самые разные ткани нескольких десятков человек и в итоге не просто составили список активных генов, который может быть полезен для медиков. Попутно удалось выяснить, что можно говорить как минимум о двух закономерностях. Во-первых, активность генов с возрастом сильно меняется, а во-вторых, на нее влияет и ряд внешних факторов. Причем работа генов в большинстве тканей с возрастом меняется примерно одинаково, что, по мнению ученых, говорит об универсальном, но пока еще до конца не изученном механизме старения.
Более того, медики рассматривают гипотезу о том, что в значительной мере старение организма связано именно с отклонениями активности генов: те, что должны работать, чаще «замолкают», а в норме неактивные, напротив, активизируются. Исследование подтверждает взгляд на старение как на нарушение порядка работы генов. Однако ученые предупреждают, что в этом направлении необходимо провести дополнительные исследования.
|
