Новое исследование Еврейского университета в Иерусалиме (Израиль) и Кембриджского института Бабрахама показало, что клетки организма одного хронологического возраста могут стареть с совершенно разной скоростью. Вместо равномерного старения ткани состоят из биологически молодых и старых клеток, причем некоторые клетки сильно обгоняют соседей по накоплению возрастных изменений. Исследование опубликовано в Nature Communications.
Открытие меняет привычное представление о старении как о синхронном процессе. Даже в пределах одной ткани соседние клетки одинакового хронологического возраста могут иметь разный биологический возраст. Большинство клеток остаются молодыми, но небольшая подгруппа может ускориться и накопить молекулярные изменения быстрее остальных. Это объясняет, почему возрастные заболевания, такие как рак и нейродегенерация, часто возникают в малом числе клеток.
Ученые проанализировали метилирование ДНК — химические метки, регулирующие работу генов и служащие индикатором биологического возраста. Специалисты изучали каждую клетку отдельно в образцах тканей мышей и человека. Оказалось, что ткани состоят из смеси медленно стареющих клеток и меньшей популяции клеток с ускоренным старением. Быстро делящиеся клетки чаще переходят в это ускоренное состояние.
С возрастом клетки постепенно расходятся друг от друга, создавая мозаику из более молодых и более старых элементов. При этом некоторые другие ткани, согласно предыдущим работам, стареют более равномерно. Это говорит о том, что разные органы могут следовать разным траекториям старения.
Клетки с ускоренным эпигенетическим старением показывали измененную активность генов, связанных с иммунитетом, производством белков, нейродегенерацией и развитием опухолей. В эксперименте сравнили черные и белые волосы одного человека: белые волосы несли более старую эпигенетическую подпись. Это доказывает, что биологическое старение происходит в отдельных клетках независимо, а не равномерно по всему организму.
Полученные результаты позволяют по-новому взглянуть на природу старения. Старение определяется отдельными клетками, переходящими в ускоренный режим, а не синхронным движением всех клеток. Это открывает возможности для выявления самых ранних клеток, ответственных за возрастные болезни, и в перспективе поможет разработать стратегии замедления или предотвращения процессов, лежащих в основе старения.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что ученые выявили преждевременное старение стволовых клеток крови.