Митохондрии — крошечные электростанции клетки — одновременно дают энергию и накапливают мутации в собственной ДНК, которые со временем нарушают работу всего организма. Исследователи из UCLA и Caltech нашли способ избирательно удалять именно поврежденные копии этой ДНК, усиливая естественные механизмы очистки клетки.
Накопление мутаций в митохондриальной ДНК связывают с болезнями Паркинсона, Альцгеймера, сердечными патологиями и общей потерей сил в старости. Унаследованные дефекты вызывают тяжелые детские заболевания. Ученые поставили задачу не лечить каждую болезнь по отдельности, а снизить долю поврежденной митохондриальной ДНК в клетках, чтобы замедлить сам процесс старения.
В центре работы — модель на плодовых мушках Drosophila, созданная лабораториями Мин Го из UCLA и Брюса Хея из Caltech. В этом модельном организме удалось активировать аутофагию — процесс, при котором клетка «съедает» и перерабатывает собственные поврежденные компоненты. В результате удалось удалить до 95 процентов мутантной митохондриальной ДНК. Активация путей, связанных с защитой от болезни Паркинсона, дала похожий эффект.
Важно, что процесс очистки уже существует в клетке, но работает недостаточно эффективно. Ученые лишь усилили его, не добавляя чужеродных веществ. Это отличает подход от попыток полностью заменить митохондрии или редактировать ДНК напрямую. Однако все данные получены на мушках, и перенос результатов на человека требует дополнительных исследований.
Представьте клетку как квартиру, где старые лампочки постепенно тускнеют и мигают. Вместо того чтобы менять всю проводку, хозяин усиливает работу уборщицы, которая сама находит и выбрасывает только неисправные лампы. Именно так выглядит активация аутофагии в эксперименте: клетка сама справляется с мусором, если ей немного помочь.
Исследование опубликовано в Nature Communications в 2016 году и финансировалось Национальными институтами здоровья США, фондами Kenneth Glenn Family Foundation и Ellison Medical Foundation. Конфликтов интересов авторы не заявляли. Планы на будущее — поиск лекарств, которые имитируют этот эффект, и проверка на других моделях.
Работа показывает, что старение отчасти можно рассматривать как постепенное накопление клеточного мусора, которое в принципе поддается контролю через усиление собственных систем качества клетки.
