Испанские ученые выяснили, как быть здоровым в старости и родить здорового ребенка от трех родителей.
Все дело в особенностях митохондриальных ДНК. Именно отдельные варианты митохондриальных ДНК определяют то, каким будет состояние клеток с течением времени - с момента рождения человека до самой старости, утверждают авторы.
Этот вывод имеет важное значение и для совсем другого процесса – методики, которая предполагает рождение ребенка от трех родителей - двух мам и одного папы.
О результатах своего исследования ученые сообщают в свежем выпуске журнала Nature.
Старение человека – процесс загадочный и до конца еще не изученный. Существует несколько гипотез причин старения организма – это укорачивание длины теломер (последовательностей на концах хромосом), образование свободных радикалов (активных форм кислорода) и т.д.
Испанские ученые предлагают гипотезу, которая объясняет, почему одни люди стареют быстрее, а другие медленнее, и почему у многих развиваются возрастные заболевания – сердечно-сосудистые, онкологические, сахарный диабет.
Известно, что у человека более 20 тысяч активных генов, 37 из которых являются митохондриальными. Они находятся не в ядрах клеток, а в митохондриях - клеточных органеллах, которые не только служат клетке «энергетическими подстанциями», но и обладают собственной ДНК. Это небольшая кольцевая молекула наподобие ДНК бактерий.
Еще один важный момент: передается митохондриальная ДНК (мтДНК) исключительно по женской линии, от матери к ее детям. Это объясняется тем, что митохондрии содержатся в цитоплазме, а цитоплазму при оплодотворении зигота получает только от яйцеклетки (яйцеклетка крупная, и в ней содержится все необходимые органеллы, а сперматозоид имеет практически только ядро и хвост).
У мтДНК есть еще одна важная особенность - она очень быстро мутирует, причем, быстрее, чем ДНК в ядре. Причина в том, что при биохимических реакциях в митохондриях образуются активные формы кислорода. Они, как известно, способны повреждать ДНК и другие биомолекулы. Эти повреждения в митохондриях устраняются плохо. Митохондриальные дефекты имеются у одного из 6500 родившихся детей и отвечают за примерно 50 генетических заболеваний - в их числе мышечная дистрофия, нейродегенеративные заболевания, некоторые формы рака.
Но существует еще и непатогенные варианты мтДНК, которые можно считать просто индивидуальными особенностями каждого человека.
В своем эксперименте на мышах авторы нынешнего исследования показали, что как раз вот эти варианты и определяют то, как будет происходить старение организма.
Выяснилось, что небольшие изменения в мтДНК одной группы молодых животных приводили к активации различных защитных механизмов в клетках, которые связаны с замедлением старения, причем без всяких патологических процессов.
«Если мы до конца поймем, какие биологические механизмы лежат в основе процесса здорового старения, мы сможем поддержать организм пожилых людей в здоровом состоянии», - говорит ведущий автор исследования доктор Ана Латторе-Пелисьер (Ana Latorre-Pellicer) из Национального института изучения сердечно-сосудистых заболеваний Карлоса III (Nacional de Investigaciones Cardiovasculares Carlos III (CNIC).
Как добавляют ученые, то, что непатогенные мтДНК могут вмешиваться в процесс старения и развития различных заболеваний, связанных со старением, говорит о том, что необходимо более внимательно относится к поиску донора для рождения ребенка от трех родителей.
И вот почему. Эта методика, одобренная в прошлом году пока в единственной стране мира - в Великобритании - направлена на то, чтобы избавить будущего малыша от наследственных заболеваний, связанных как раз с дефектами мтДНК у мамы. Суть этой методики в том, что создается «химерная» яйцеклетка: берется ядро без дефектов ДНК от одной женщины, цитоплазма с митохондриями без дефектов уже в мтДНК – от другой. А потом эта яйцеклетка оплодотворяется сперматозоидом «в пробирке». Отсюда – две мамы, один папа. Затем уже оплодотворенная яйцеклетка подсаживается в матку женщины, как при обычном ЭКО.
Здесь важно то, кто является донором мтДНК, говорят авторы. В настоящее время донор подбирается, исходя лишь из отсутствия серьезных дефектов в мтДНК. На самом же деле, как показывает их исследование, играют роль еще и варианты непатогенных мтДНК.
