Ученые выявили связь между повреждением ДНК и преждевременным старением

Ученые из Института биохимии II при Университете Гете во Франкфурте определили, что накопление повреждений в ДНК может быть одной из причин раннего старения, вызывая хроническое воспаление. Результаты их работы были опубликованы в журнале Science. Основным объектом исследований стал белок SPRTN, который имеет важное значение для поддержания стабильности генетического материала.



Обычно взаимодействие между ДНК и белками происходит под строгим контролем. Однако в определённых случаях белки могут связываться с ДНК ковалентно и необратимо, образуя токсичные структуры, известные как ДНК-белковые сшивки (DPC). Эти соединения представляют опасность для клетки, поскольку их накапливание может вызывать повреждения ДНК и нарушать процессы клеточного деления, что, в свою очередь, может привести к преждевременному старению и даже умиранию организма, как было продемонстрировано в экспериментах с мышами.

Ранее полагали, что SPRTN устраняет DPC исключительно во время репликации ДНК. Тем не менее, новое исследование показало, что этот белок активен и во время митоза, который отвечает за распределение хромосом. Если SPRTN отсутствует, в клетках накапливаются токсичные соединения, возникают нарушения при сегрегации хромосом и появляются микроядра с поврежденной ДНК.

Путем протеомного анализа и использования технологии CRISPR/Cas9, исследователи обнаружили, что нерепарированные DPC активируют путь врожденного иммунитета cGAS–STING. Обычно этот механизм защищает организм от вирусов, но в данной ситуации он инициирует хроническое воспаление, приводящее к ускорению процессов старения.

Дополнительное исследование было проведено на моделях редкого генетического заболевания — синдрома прогерии Руиса-Аальфса, связанного с мутациями в гене SPRTN. Мыши с этими мутациями демонстрировали серьезные нарушения, аналогичные проявлениям болезни у людей. При этом, выключение пути cGAS–STING, как генетически, так и с использованием медикаментов, предотвращало преждевременное старение и смерть животных. Авторы исследования уверены, что их находки не только проливают свет на связь между дефектами в репарации ДНК и старением, но и указывают на возможные мишени для терапии заболеваний, связанных с возрастом.

Читайте также: