«Поцелуй смерти» продлевает жизнь

Голодание увеличивает продолжительность жизни у червей-нематод вследствие повышения уровня фермента WWP1. Регулярный контроль приводит к тому, что даже немного измененные белки получают своего рода черную метку в виде убиквитина и отправляются на переработку.

О том, что аскетизм способствует продлению жизни, было известно ещё задолго до открытия генов, белков и прочих молекулярных аспектов жизнедеятельности. Ученые же, памятуя о тех, кому совсем недосуг следить за своим рационом, уже 70 лет пытаются объяснить механизм возникновения этого самого долгожительства, а заодно и найти рецепт омоложения.

За это время удалось найти несколько генов и транскрипционных факторов, участвующих в развитии возрастных изменений, и даже обнаружить относительно независимые от голодания механизмы развития этих изменений, «завязанные» на сиртуины, ресвератрол и инсулиноподобный фактор роста. Зацепиться за эффект голодания и частично его объяснить удалось лишь пару лет назад – оказалось, что этот феномен проявляется у червей-нематод лишь в том случае, если у них есть активная копия гена pha-4.

Тот же международный авторский коллектив под руководством Эндрю Диллина из Института биологических исследований Солка в Калифорнии выяснил, что голодающие черви живут на 20–40% больше благодаря более чуткому распознаванию постаревших белков с последующим их уничтожением.

Сами авторы публикации в Nature отметили, что эта связь была обнаружена случайно. Диллин и коллеги занимались изучением молекулы убиквитина. Присоединение убиквитина к белкам в цитоплазме как минимум приводит к изменению их локализации, в том случае если «вездесущих» прицепилось несколько, белок обречен на разборку. Ученые, открывшие роль этой черной метки в конце 70-х годов, пять лет назад даже получили Нобелевскую премию за феномен, названный ими «поцелуем смерти».

Как и большинство внутриклеточных процессов, этот тоже идет под тщательным контролем определенных ферментов (в данном случае – убиквитин-лигазы), обеспечивающих это самое присоединение. Собственно, Диллин с коллегами и занимались изучением эффектов одной из убиквитин-лигаз – WWP1, когда обнаружили, чтобгенетически запрограммированное повышение на 50% уровня WWP1 продлевает жизнь червей на 20%, что сопоставимо по уровню эффекта с вышеупомянутым голоданием.

Оставалось только подтвердить, что в случае голодания происходит точно такая же активация WWP1, что ученые и продемонстрировали на примере своих излюбленных питомцев – нематод Caenorhabditis elegans. В случае же уменьшения концентрации WWP1 (полная блокировка этого фермента несовместима с жизнью) эффект голодания практически не проявлялся, что окончательно подтверждает: ограничение калорий стимулирует WWP1, а не наоборот.

Не исключено, впрочем, что авторы немного «поскромничали» со случайностью этой находки, ведь работа WWP1 находится в тесной связи с геном pha-4, детально описанным Диллином 2 года назад. Зато она независима от транскрипционных факторов daf-2 и daf-16, что добавляет, с одной стороны, значимости открытию, а с другой – сложности и без того запутанной схеме теории старения, насчитывающей уже добрый десяток механизмов.

Описанный механизм лучше всего вписывается в концепцию «возрастного накопления ошибок в белках», согласно которой с возрастом старые белки «изнашиваются», но при этом не разрушаются, а новые же не образуются. Повышение уровня WWP1 вследствие голодания или генетических модификаций делает «дефектоскопию» белков более тщательной, в результате повышая надежность и качество работы всех внутриклеточных систем, а вместе с ними – и всего организма. Впрочем, находка Диллина не противоречит теориям перекисного окисления, эпигенетического контроля или накопления мутаций в клетках, так что вряд ли у него появятся серьезные оппоненты.

Внедрения открытия не стоит ждать в ближайшем будущем, хотя перспективы заманчивые: одной инъекции генно-инженерного вектора с WWP1 будет достаточно, чтобы продлить жизнь на 20%, а заодно и избавиться от многих возрастных болезней. Но это лишь в том случае, если ученым удастся добиться такого же эффекта на млекопитающих.