Игорь Лалаянц
Элегантные нематоды давно стали излюбленным объектом биологических исследований.
Кадр из сюжета видеожурнала Jove
В статье представлены результаты воздействия окиси азота (NO), увеличившие продолжительность жизни С. еlegans. С этим газом мир познакомился после выхода на рынок знаменитой виагры, поскольку он усиливает кровоток с сосудах и скорость проведения нервных импульсов, а также полезную «агрессивность» иммунных клеток. Червячок, однако, в этом отношении является «стерильным», поскольку он настолько древний, что у него нет гена, необходимого для синтеза фермента NO-синтазы, отщепляющего необходимый азот от аминокислоты аргинина. Однако этот не слишком-то многоклеточный организм нашел выход из положения, получая молекулы «живительного» газа от «субтильных» бацилл (Bacillus subtilis), которыми питается в природе.
Ученым удалось доказать, что газ бацилл стимулирует активность целого ряда генов червячка, которые отвечают не только за устойчивость C. elegans к разного рода стрессам со стороны окружающей среды, но и за продолжительность жизни этого модельного организма. Газ «включает» два гена, отвечающих за синтез хорошо известных молекулярным биологам белков считывания-транскрипции других генов. Одним из них кодирует HSP, или протеин теплового шока. Он был открыт еще в 1980-х в ходе работ по исследованию термотолерантности клеток, то есть их способности переносить нагревание. Это еще один пример межвидовой сигнализации, осуществляемой с помощью малой молекулы, а также значения такого хорошо известного эволюционистам явления, как «извлечение» выгоды одним из организмов.
По другую сторону Тихого океана китайские ученые из Вуханьского университета науки и технологии и Пекинского института биофизики вместе с коллегами из Мичиганского университета в Энн-Арбор, что неподалеку от Чикаго, тоже работали с C. elegans, продлевая его жизнь с помощью холодового воздействия (15–20 по Цельсию). Температурные стимулы открывали ионные каналы, представляющие собой большие белки, встроенные в мембрану-оболочку клетки. Похолодание среды стимулировало поступление в клетки ионов кальция. Это запускало геномный каскад увеличения продолжительности жизни.
Интересно, что в обеих работах все закручивалось вокруг одного из генов (Daf), мутации которого были открыты у червячка в середине 1990-х. Те мутации вызывали раннюю смерть червячков, откуда и название гена (англ. Death – смерть). У человека аналогом Daf является известный ген, мутации которого определяют жизнеспособность нейронов. Китайцы и их американские коллеги пришли к выводу о существовании геномных программ продления жизни под действием пониженных температур. Так что на свежий воздух под сень парков и лесов, если хотите прожить дольше…
