Ген долгой жизни помогает ремонтировать ДНК

Увеличение продолжительности жизни у некоторых животных связано с эволюцией ДНК-репарирующих систем.

Есть целый ряд генов, которые влияют на важные процессы в организме и от которых зависит, сколько организм проживёт. Один из них – ген SIRT6, кодирующий белок сиртуин 6. Он помогает исправлять повреждения в ДНК – двойные разрывы в цепях и замены в генетических буквах-нуклеотидах.

Повреждения в ДНК случаются постоянно, и не только из-за вредного воздействия окружающей среды,  наших вредных привычек, но и из-за совершенно обычных биохимических реакций, в которых, так уж вышло, получаются опасные побочные продукты. Например, получение энергии в клетке сопряжено с появлением мощных окислителей – кислородных радикалов, которые портят и нуклеиновые кислоты, и белки, и липиды.

У любой клетки есть способы обезвредить опасные вещества и исправить мутации в ДНК. Но с возрастом репарирующие (или ремонтные) белки перестают справляться с мутациями, и их становится всё больше. Клетка постепенно дряхлеет и гибнет (если не перерождается в злокачественную). Биологи давно поняли, что продолжительность жизни зависит во многом от того, насколько хорошо продолжают работать ДНК-репарирующие системы. И то, что SIRT6 здесь один из главных игроков, на самом деле известно тоже сравнительно давно. Были эксперименты, когда у мышей отключали SIRT6, и животные в результате старели быстрее. С другой стороны, если мышам добавляли в геном несколько дополнительных копий SIRT6, мыши старели медленнее, чем обычно.

Андрей Селуанов, Вера Горбунова и их коллеги из Рочестерского университета, занимающиеся биологическими механизмами долгожительства (мы писали про их работы о долгоживущих голых землекопах), нашли ещё одно доказательство того, что сиртуин 6 во многом определяет продолжительность жизни. Исследователи сравнили, как происходит ремонт ДНК у 18 видов грызунов, от короткоживущих мышей до долгожителей, вроде бобров и вышеупомянутых голых землекопов, которые могут прожить больше тридцати лет. Действительно, у видов с большой продолжительностью жизни репарация ДНК – а именно, залатывание двойных разрывов в ней – шло намного эффективнее.

Но разнице в эффективности ДНК-репараций соответствовали изменения в SIRT6: в статье в Cell говорится, что сиртуин 6 у бобров работал эффективнее, чем у мышей. Авторы работы проследили эволюционные изменения в сиртуине и обнаружили, что изменения в активности сиртуина от вида к виду были связаны с изменениями в пяти аминокислотах. При этом увеличивающаяся продолжительность жизни, по крайней мере, у грызунов была связана именно с ремонтом двуцепочечных разрывов. Разницу в мышином и бобровом вариантах гена SIRT6 удалось показать в опытах с человеческими клетками и мухами-дрозофилами: с бобровым сиртуином 6 клетки лучше справлялись с повреждениями в ДНК, а мухи с ним жили дольше, чем с мышиным вариантом.

Теперь было бы интересно сопоставить сиртуин человека и сиртуин каких-нибудь животных, которые живут намного дольше нас (например, гренландской акулы). Если связь гена SIRT6 с продолжительностью жизни снова подтвердится, можно будет подумать о том, как оптимизировать его работу у пожилых людей – так, чтобы он функционировал как у животных-долгожителей. (Хотя и про другие гены тут забывать не стоит.)

Белков-сиртуинов существует несколько, и других членов этого семейства тоже изучают на предмет их связи с продолжительностью жизни. Например, про сиртуин 1 часто говорят в связи с красным вином: были данные, что вещество ресвератрол, которого особенно много в красном вине, как-то удачно действует на сиртуин 1, от которого зависят некоторые иммунные процессы и обмен веществ. Однако стоит сказать, что данные о пользе ресвератрола остаются во многом спорными.