Игорь Лалаянц
Схема аутофагии: ANC/N – белки якорный и несприн; Nucleus – ядро клетки, Nucleus (вверху) – ядрышко; SL – долгожительство тела, GI – герминативное бессмертие. Иллюстрация Physorg
В биосфере формируются пищевые цепочки и пирамиды, на вершинах которых «царствуют» безжалостные хищники. Однако не зря существует стишок: «Натуралистами открыты на паразитах паразиты» и так ad infinitum, то есть до бесконечности.
Только с помощью электронного микроскопа удалось выяснить, что у микробных паразитов есть собственные паразиты, которые «впрыскивают» в ту же кишечную палочку, мутантная форма которой может быть болезнетворной, свою ДНК. Эта паразитная паразитная (sic!) ДНК переключает клеточные ресурсы на службу себе и в результате как бы выедает бактерию изнутри. Естественно, что такие враги микробных клеток получили название «бактериофаги».
Не так давно Нобелевскую премию присудили японцу, который открыл аутофагию, или «самоедство» клеток. Аутофагия имеет много отличий от апоптоза, или запрограммированной смерти клеток. Но аутофагия, как выяснилось, определяет совместимость таких диаметрально противоположных явлений клеточной жизни, как ее продолжительность (которая может быть весьма кратковременной) и в то же время бессмертие (immortality) так называемых герминативных линий клеток. Герминативными называются те стволовые клетки, которые развиваются и дифференцируются с образованием яйцеклеток и спермиев.
Организмы смертны, но в них идет вечное омоложение клеток, которые по ходу созревания теряют половину хромосом и вместо 46 имеют только 23, одна из которых определяет пол (женская Х или мужская Y). Однако с каждым актом деления клеток (с 46 хромосомами) идет укорочение концевых участков, или теломер (от греч. – конец). При образовании же яйцеклеток и спермиев теломеры восстанавливают свою длину и их ДНК тоже. Это и составляет суть феномена бессмертия герминативных клеточных линий.
Нарушение репарации теломер ведет к прогерии, то есть к преждевременному старению. Оно грозит и жертвам мутации ламина (от лат. lamina – пленка, слой), или белка клеточного ядра. Оно, как известно, имеет двойную оболочку, представленную двумя мембранами, пронизанными ядерными (нуклео) порами. Ламин находится во внутренней мембране ядра, и к нему присоединяются своими концами хромосомы, что и делает его основным регулятором клеточного развития и старения.
Ученые из Университета в Иераклионе (Крит) провели серию опытов на круглом червячке C. elegans. Его тело состоит из чуть более 1000 клеток, жизнеспособность которых поддерживается «якорным» протеином ANC (от anchorage, давшем в русском языке слова якорь, якорная стоянка).
Критяне показали, что ген якорного белка необходим для клиренса (очистки) ядерного содержимого и ядрышка, в котором синтезируются протеины рибосом, на которых, в свою очередь, синтезируются протеины. Аутофагия, то есть фактически переработка содержимого, поддерживает бессмертие герминативных клеток, устойчивость клеточных ядер к стрессам и увеличивает продолжительность жизни. Мутации генов ANC ведут к увеличению размеров ядрышек, что считается маркером старения, и образованию опухолеподобных структур.
Это открытие может продвинуть медицинскую науку. ANC могут стать мишенью таргетной (строго нацеленной) атаки соответствующими лекарствами при лечении опухолей. Авторы делают вывод, что переработка компонентов клеточного ядра в ходе аутофагии способствует продлению жизни тела вообще и поддержанию «юного» (naive) состояния клеток герминативных тканей. Немаловажно и то, что аутофагия задерживает старение, подталкиваемое различными стрессами, в первую очередь оксидативного с образование агрессивных кислородных радикалов (ROS), которые рвут цепи ДНК.
