Американські біологи продовжили життя нематодам і мишам, придушивши у них активність нейронів у мозку. Збудження нейронів, навпаки, наблизило настання смерті навіть у довгоживучих мутантів. У людей, судячи з усього, цей механізм теж працює - принаймні, у довгожителів, на відміну від більш молодих людей, у нейронах придушена робота генів, які пов'язані з передачею збуджувального сигналу. За це придушення відповідає білок REST, який тепер називають однією з мішеней для продовження життя. Дослідження опубліковано в журналі.
Обмеження калорій - найбільш достовірний спосіб продовжити життя практично будь-якій тварині. При цьому організм виділяє менше інсуліну або його аналогів, а в клітинах припиняє роботу головний стимулятор обміну речовин - білок TOR. У результаті клітини перемикаються на більш економний режим: виробляють менше білків, запасають менше їжі впрок і витрачають менше ресурсів «даремно», що сумарно дозволяє їм повільніше зношуватися, а організму в цілому - довше жити.
Відомо також, що активність нервової системи може бути пов'язана з тривалістю життя. Наприклад, позбавлені нюху нематоди живуть довше здорових особин - ймовірно, тому що за відсутності запаху їжі виробляють менше інсуліну. Нечутливість до болю теж продовжує життя - можливо, саме цим пояснюється феномен довгожительства голого землекопа.
Джозеф Зулло (Joseph Zullo) і Дерек Дрейк (Derek Drake) з колегами з Гарвардського університету спробували встановити зв'язок між зміною обміну речовин, активністю нервової системи і тривалістю життя. Вони відштовхнулися від трьох баз даних - ROSMAP, CommonMind Consortium (CMC) і Gibbs - які зібрали результати секвенування РНК в клітинах мозку у людей різного віку. Порівнявши кількість різних РНК (тобто фактично активність відповідних генів) у довгожителів (старше 85 років) і літніх людей (до 80 років), дослідники виявили, що у перших пригнічена робота генів, пов'язаних з збудженням нейронів. Гени, які відповідають за процеси гальмування нейронів, працювали і у довгожителів, і у літніх людей приблизно однаково.
Вчені припустили, що приглушена активність нейронів може бути пов'язана з довголіттям, і перевірили цю гіпотезу на нематодах. У хробаків заблокували кальцієвий канал, щоб знизити збудливість клітин, і тварини прожили на 25 відсотків довше контрольної групи. Ефект проявився навіть тоді, коли блокувати збудливість почали вже у літніх тварин. Це означає, що ефект не може бути пояснений обмеженням калорій - дорослі нематоди і без того їдять мало.
Потім дослідники вивели лінію трансгенних нематод, нейрони яких несли на собі хлорний канал. Він реагував на додавання гістаміну і придушував роботу нервових клітин, на яких був розташований. Вчені спочатку загальмували таким чином роботу нервової системи в цілому і зафіксували продовження життя хробаків. А потім вони запустили канал вибірково в глутамінергічних і холінергічних нейронах, які відповідають за передачу збудження. Ефект виявився таким же - отже, саме збуджуючі нейрони скорочують життя хробаків своєю зайвою активністю.
У попередній праці ця дослідницька група показала, що в старіючому мозку людини зростає експресія гена. Він працює як репресор, тобто пригнічує роботу генів. Зараз же дослідники підтвердили, що в тому самому наборі генів, які частіше придушені у довгожителів, ніж у літніх людей, часто зустрічаються послідовності для зв'язування з REST. Вони припустили, що саме він відповідальний за придушення збудження в мозку довгожителів.
Вчені вивели лінію трансгенних мишей, у яких можна було відключати роботу гена. Вони вводили в організм тварин флуородезоксиглюкозу, яка світиться при розщепленні, і вимірювали інтенсивність світіння в мозку. Виявилося, що у літніх мишей з вимкненим мозок поглинав більше глюкози, тобто працював активніше.
У нематод теж є ортолог - ген. Дослідники посилили його експресію штучно і виявили, що при цьому збудження в нейронах хробаків знижується, а тривалість життя зростає. Оскільки робота REST у мишей виявилася пов'язана з поглинанням енергії, вчені почали експериментувати з активністю інсулінового шляху. Виявилося, що якщо активувати інсулінову сигналізацію у черв'яків з підвищеною експресією, то це зводить нанівець весь ефект продовження життя. І навпаки: якщо придушити роботу, то вимикання інсулінової сигналізації не продовжує життя.
Дослідники зробили висновок, що збудження нейронів і обмін речовин нерозривно пов'язані: інтенсивне поглинання глюкози тягне за собою гіперактивність нервових клітин. І, судячи з усього, цим частково пояснюється вплив обмеження калорій на тривалість життя.
Як повідомляє STAT, процес публікації статті зайняв у вчених близько двох років - стільки часу знадобилося, щоб надати додаткові дані і переконати рецензентів у тому, що експерименти проведені чесно. Самі дослідники і не пов'язані з цією групою геронтологи називають результати дивовижними і контринтуїтивними - адже у людей саме активність головного мозку вважається ознакою «здорової старості» і довголіття. Тим не менш, на клітинному рівні передумови до цього відкриття були відомі вже давно - і те, що економний обмін речовин сприяє довгому життю, і те, що у довгоживучих мутантів придушені деякі типи нервової сигналізації.
Дослідники відзначають, що про конкретні застосування їх результатів на людях мови поки не йде. Однак не виключають і того, що білок REST в мозку людини може стати багатообіцяючою мішенню для антиейджингової терапії.
Раніше ми вже розповідали про те, що обмеження калорій може бути не тільки постійним, але і тимчасовим - і таке інтервальне голодування теж допомагає жити довше, принаймні, мишам. А блокатори білка TOR, який регулює обмін речовин, давно вже використовують у різних тварин - наприклад, на його основі створюють «коктейлі» для боротьби зі старістю у мух.