Зомбі-клітини – це клітини, які продовжують жити, але вже не можуть ділитися. Вони стають причиною старіння організму і багатьох захворювань. Вчені Університету Піттсбурга з’ясували як такі клітини утворюються. Якщо відомий механізм, можна спробувати розробити ліки.
Зеленим позначені пошкоджені теломери. Barnes et al., Nature Structural & Molecular Biology
Зомбі-клітини – це клітини організму, які втратили здатність ділитися. З віком вони накопичуються в організмі і є причиною вікових захворювань, таких як рак, деменція і серцево-судинні захворювання.
У новому дослідженні вчені з Університету Піттсбурга розкрили механізм розвитку таких зомбі-клітин.
На кінцях хромосом знаходяться особливі нуклеотидні набори — теломери. Вони грають роль захисних кінчиків хромосом, свого роду пластикових ковпачків на кінці шнурка.
Патрісія Опреско, професор охорони навколишнього середовища та гігієни праці каже: “Хоча зомбі-клітини не функціонують належним чином, вони активно виділяють хімічні речовини, які сприяють запаленню та пошкоджують сусідні клітини. Наше дослідження допомагає відповісти на два важливих питання: як старіючі клітини накопичуються з віком і який внесок в це вносять теломери?»
Коли здорова людська клітина ділиться, утворюючи дві ідентичні клітини, невеликий фрагмент ДНК «зістругується» з кінчика кожної хромосоми, так що теломери стають коротшими з кожним поділом. Однак залишається неясним, чи може клітина протягом життя людини ділитися так часто, що її теломери повністю руйнуються, викликаючи перехід в зомбі-схожий стан.
“Стрілянина” по теломерах
Дослідники багато років знали, що укорочення теломер викликає старіння вирощених в лабораторії клітин, але вони могли тільки припускати, що пошкодження ДНК на теломерах може перетворити клітини в зомбі.
Дотепер перевірити цю гіпотезу було неможливо, тому що інструменти, використовувані для пошкодження ДНК, були недостатньо точними — вони пошкоджували всю хромосому, а не тільки теломери.
- У чилійській пустелі Атакам виявлені найдавніші метеорити
- Вчені досліджували вплив медитації на здоров’я серця
“Наш новий інструмент подібний до молекулярного снайпера”, – пояснив перший автор Райан Барнс, доктор філософії, науковий співробітник лабораторії Опреско. “Це створює окисне пошкодження виключно на теломерах”»
Використовуючи людські клітини, вирощені в чашці Петрі, дослідники виявили, що пошкодження теломер переводить клітини в стан зомбі вже через чотири дні – набагато швидше, ніж тижні або місяці повторюваних клітинних поділів, які потрібні, щоб викликати старіння шляхом укорочення теломер в лабораторії.
Що призводить до утворення зомбі-клітин і як цьому запобігти
Сонячне світло, алкоголь, куріння, неправильне харчування та інші фактори генерують реактивні молекули кисню, які пошкоджують ДНК. У ДНК є шляхи усунення пошкоджень, але саме теломери надзвичайно чутливі до окислювальних пошкоджень і погано відновлюються.
Тепер, коли вчені розуміють механізм пошкодження теломер киснем, вони почали тестувати методи щодо запобігання утворення зомбі-клітин і старіння. Перше припущення: націлити антиоксиданти на теломери, щоб захистити їх від окисного пошкодження.
Крім того, отримані результати можуть допомогти в розробці нових препаратів-сенолітіків, які впливають на клітини-зомбі і вбивають їх. Зменшуючи накопичення клітин-зомбі, які сприяють дегенеративним захворюванням, можна збільшити тривалість нормального життя, коли людина здорова.