Геному каждой клетки человека ежедневно наносятся повреждения. Так происходит, например, в коже из-за воздействия ультрафиолетового излучения. Повреждение ДНК вызывает рак, влияет на развитие и ускоряет старение. Врожденные нарушения восстановления ДНК могут привести к чрезвычайно ускоренному старению при редких наследственных заболеваниях.
Процессы сохранения и восстановления особенно важны для обеспечения развития и поддержания функции тканей. ДНК свернута на гистонах (белках, упаковывающих в хромосомы нити ДНК), как кабель на барабанах, и регулируется метильными группами (строительным материалом, позволяющим обновлять или омолаживать белки). Их потеря и приводит к старению организма.
В экспериментах с круглым червем группа кёльнских исследователей, возглавляемая профессором Бьорном Шумахером (Björn Schumacher), показала, что после восстановления поврежденной ДНК на ее упаковках было обнаружено увеличенное количество двух метильных групп. Они также выяснили, что ошибки при их размещении на гистонах (H3K4me2) ускоряют процесс старения, вызванный повреждением, тогда как увеличение позиций этого изменения повышает продолжительность жизни после повреждения ДНК. Контролируя белки, которые добавляют или удаляют эту метильную группу, можно повлиять на устойчивость к повреждению ДНК и на процесс старения животных.
Дальнейший анализ показал, что обогащение двумя метильными группами гистона H3K4 после повреждения ДНК поддерживает клетки при восстановлении их равновесия. Шумахер пояснил, что знание точных изменений в хроматине (комплексе ДНК, РНК, белков) позволяет использовать их, чтобы целенаправленно ограничивать последствия повреждения ДНК.
«Я надеюсь, что эти открытия позволят разработать методы лечения наследственных заболеваний, которые характеризуются нарушениями развития и преждевременным старением. Из-за фундаментальной важности повреждения ДНК в процессе старения такие подходы также могут противодействовать нормальному старению и предотвращать возрастные заболевания», почеркнул профессор.
