Команда сообщает в журнале Nature Aging, что загадочная транскрипция происходит из-за того, что клеточный механизм, который держит ее под контролем, разваливается по мере старения клеток. Полученные данные свидетельствуют о том, что стратегии, контролирующие скрытую транскрипцию, могут иметь эффекты, способствующие долголетию.
«В предыдущей работе мы показали, что скрытая транскрипция у дрожжей и червей является не только маркером старения, но и причиной», – сказал автор-корреспондент д-р. Вэйвэй Данг, доцент кафедры молекулярной генетики и генетики человека и Центр Хаффингтона по проблемам старения в Бейлоре. "Уменьшение количества этой аберрантной транскрипции в этих организмах продлило их продолжительность жизни."
Скрытая транскрипция – это явление, которое мешает нормальным клеточным процессам. Нормальная транскрипция генов – это первый шаг в производстве белков. Он начинается в определенном месте ДНК, которое называется промотором. Именно здесь ген, кодирующий белок, начинает транскрибироваться в РНК, которая в конечном итоге транслируется в белок.
Транскрипция генов – это хорошо регулируемый клеточный процесс, но с возрастом клетки теряют способность контролировать его.
«Промоторы имеют определенную последовательность ДНК, которая определяет начальную точку процесса транскрипции, которая обычно находится перед фактической кодирующей последовательностью белка», – пояснил Данг. «Но похожие последовательности промоторов действительно существуют в других местах, в том числе вдоль фактической кодирующей последовательности белка, и они могут запускать транскрипцию и генерировать более короткие транскрипты, называемые криптическими транскриптами.
Здесь мы исследовали, увеличивается ли криптическая транскрипция с возрастом у млекопитающих, и возможные механизмы, участвующие в этом явлении."
Команда работала со стволовыми клетками млекопитающих, которые, как было показано, играют значительную роль в старении.
Они адаптировали метод обнаружения скрытой транскрипции для определения уровня этой транскрипции в стволовых и культивируемых клетках мышей и человека. По сравнению с молодыми стволовыми клетками, у более старых была повышенная скрытая транскрипция.
Они также изучили другие стареющие клетки и обнаружили, что в большинстве клеток, охватывающих ряд тканей, криптическая транскрипция также увеличивается с возрастом.
«В целом, наши результаты показывают, что повышенная криптическая транскрипция является признаком старения млекопитающих», – сказал Данг.
У молодых клеток есть механизмы для предотвращения скрытой транскрипции. В старых клетках млекопитающих исследователи обнаружили, что один из таких механизмов, который включает ограничение доступа к хроматину, материалу, из которого состоят хромосомы, не работает, что способствует производству криптических транскриптов.
«До сих пор неясно, как повышенная криптическая транскрипция способствует старению, но накапливаются доказательства того, что она губительна для млекопитающих, как и для дрожжей и червей», – сказал Данг. "Дальнейшие исследования могут привести к поиску способов уменьшения замедляющих старение эффектов криптической транскрипции."
Среди других участников этой работы – Бренна С. Макколи, Луян Сун, Руофан Ю, Минджунг Ли, Хайин Лю, Дена С. Лиман, Юн Хуанг и Эшли Э. Уэбб.
Авторы связаны с одним или несколькими из следующих учреждений: Медицинский колледж Бейлора, Техасский университет A&M, Онкологический центр им. М.Д. Андерсона Техасского университета, Стэнфордский университет, Genentech и Университет Брауна.
Эта работа финансировалась грантами NIH R01AG052507, R01AG053268, R01HL134780, R01HL146852 и T32AG000183; Премия CPRIT R1306 и исследовательский грант Фонда Теда Нэша Long Life.