Научное сообщество по всему миру активно ищет способы продлить жизнь человека на клеточном уровне. Одним из ключевых аспектов старения является укорочение теломер — защитных структур на концах хромосом, которые можно сравнить с пластиковыми наконечниками шнурков, предотвращающими их изнашивание. Со временем теломеры сокращаются, из-за чего клетки теряют способность к делению и в конечном итоге погибают. Однако изучение этого процесса у человека представляет собой сложную задачу.
Команда ученых под руководством профессора Джиюэ Чжу из Колледжа фармации и фармацевтических наук разработала уникальную модель лабораторных мышей с укороченными теломерами, аналогичными человеческим. Это позволило значительно расширить возможности исследования процессов старения как в целом в организме, так и на уровне отдельных органов.
Прорыв в изучении теломерных процессов
В отличие от обычных лабораторных мышей, чьи теломеры примерно в десять раз длиннее, новая модель HuT (Humanized Telomeres) является первой моделью, обладающей теломерами, схожими с человеческими. Теперь перед учеными стоит задача детально изучить механизмы старения этих мышей и их влияние на развитие возрастных заболеваний.
Благодаря созданию HuT-мышей исследователи получили возможность глубже изучать, каким образом укороченные теломеры могут влиять на снижение риска онкологических заболеваний, как они отражаются на продолжительности жизни человека и какие методы могут способствовать продлению активного долголетия.
Потенциальные медицинские открытия
Исследования теломер имеют важное значение для разработки новых методов лечения возрастных заболеваний. В перспективе ученые надеются создать технологии, способные замедлить старение на клеточном уровне. Одно из направлений исследований — активация клеточных механизмов, защищающих теломеры, что потенциально может увеличить продолжительность жизни человека.
Одна из ключевых задач в области биологии старения — снижение активности теломеразы в раковых клетках. Дело в том, что злокачественные клетки обладают способностью бесконечно делиться, поддерживая длину своих теломер. Если удастся уменьшить активность теломеразы в этих клетках, это может открыть путь к новым методам борьбы с онкологическими заболеваниями.
Новые горизонты исследований
По словам профессора Чжу, разработка HuT-мышей значительно расширяет возможности изучения процессов старения. Один из его коллег, Кристофер Дэвис из Медицинского колледжа Эльсона С. Флойда (США), занимается исследованием влияния сна на здоровье. В рамках новых проектов ученые намерены использовать HuT-мышей для изучения влияния различных типов стресса на регуляцию теломер и скорость старения организма.
Профессор Чжу начал изучать теломеры еще в 1990-х годах под руководством Элизабет Блэкберн и Дж. Майкла Бишопа, лауреатов Нобелевской премии и пионеров в области исследований теломер и онкологии. В 2014 году он присоединился к Университету штата Вашингтон и с тех пор активно занимается разработкой моделей изучения биологических механизмов старения.
Процесс создания новой модели мышей занял около десяти лет. Ранее исследования ограничивались анализом человеческих клеток в лабораторных условиях. Теперь же, благодаря HuT-модели, появилась возможность наблюдать старение на уровне всего организма, что открывает принципиально новые перспективы в изучении этого явления.
Перспективы совместных исследований
Команда Университета штата Вашингтон намерена делиться моделью HuT-мышей с другими исследовательскими группами, работающими в области изучения старения, долголетия и онкологических заболеваний.
«Многие ученые по всему миру занимаются исследованиями старения и рака, и мы уверены, что наша модель мышей станет для них ценным инструментом», — подчеркнул профессор Чжу.
Его исследования получили финансовую поддержку на сумму более 5 миллионов долларов. Гранты были выделены Национальным институтом по проблемам старения, Национальным институтом общих медицинских наук и Министерством обороны США. В частности, последние средства направлены на изучение влияния длины теломер на раковые клетки меланомы.
Необычные эксперименты с генетикой
Ранее в Гонконге проводился необычный эксперимент, в рамках которого лабораторным мышам вводили гены одноклеточного микроорганизма — хоанофлагелляты. В результате этого эксперимента родились уникальные мыши, не похожие ни на одно другое животное, но при этом выглядевшие совершенно обычно. Этот эксперимент позволил ученым глубже понять механизмы эволюции и их влияние на биологические процессы.
Создание модели HuT-мышей является значительным шагом в области биологии старения. Полученные данные могут привести к прорывным открытиям в медицине, в том числе в разработке стратегий продления здоровой жизни и борьбы с онкологическими заболеваниями.