Метилирование ДНК
В лаборатории изучают особенности профиля метилирования ДНК у российских долгожителей. Для исследования была создана коллекция ДНК из образцов крови 200 граждан старше 90 лет (100 мужчин и 100 женщин). Известно, что эпигенетическое старение замедляется у долгоживущих людей. С помощью высокопроизводительного секвенирования будет выявлен эпигенетический возраст успешно стареющих долгожителей и долгожителей с признаками старческой астении. Определение особенностей профиля метилирования ДНК в различных возрастных группах может помочь в поисках способов раннего обнаружения возрастных изменений и новых мишеней для их замедления. Исследования находятся в начальной стадии, их большая часть — впереди.
Внеклеточный матрикс
Также сотрудники лаборатории изучают возрастные изменения внеклеточного матрикса (англ. extracellular matrix) — сложной химически и физически взаимосвязанной трехмерной сети, в которую встроены клетки многоклеточного организма. Компоненты ВКМ формируют механические и биохимические свойства тканей и поддерживают внеклеточный гомеостаз, влияя на внутриклеточные процессы. Выдвинуто предположение, что накопление повреждений в долгоживущих макромолекулах (особенно в белках ВКМ, белках комплекса ядерных пор и гистонах) — один из ключевых признаков старения. Развитие и прогрессирование широкого спектра патологий и заболеваний человека, в том числе возрастзависимых, способствуют количественному и качественному изменению в матриксе.
Исследования интересны не только теоретически, но и практически: компоненты ВКМ действуют в роли как маркеров, отражая его состояния, так и потенциальных мишеней для диагностики и лечения болезней. Работы подчеркивают важность ремоделирования внутриклеточного матрикса в основных механизмах нормальной и патологической физиологии различных тканей при старении. Воспаление, фиброз, старение стволовых клеток и тканей — процессы, которые вызывают изменения ВКМ.
Анализ возрастных изменений экспрессии генов ВКМ в различных тканях показал статистически значимое изменение экспрессии PRG3 и SERPINB2 во всех исследуемых тканях (рис. 1). Различные органы и ткани в организме стареют неравномерно, с разной скоростью. Вероятно, что возраст-ассоциированные тканеспецифичные изменения ВКМ вносят существенный вклад в их паттерн старения.
Старение растений
Ученые лаборатории опубликовали работу о старении растений, которая поможет понять протекание этого процесса у животных и людей. Статья «Genetic mechanisms of aging in plants: What can we learn from them?», вышедшая в журнале Ageing Research Reviews, была подготовлена совместно с коллегами из Воронежского государственного университета инженерных технологий, Болонского университета и Геттингенского университета имени Георга Августа.
Растения — рекордсмены по долголетию среди живых существ, поэтому ученые проанализировали их механизмы старения. Это может стать ключом к пониманию протекания этого процесса как у животных, так и у людей. Укорочение теломер, нестабильность генома, потеря протеостаза, изменение межклеточного взаимодействия, десинхроноз, нарушение регуляции аутофагии, эпигенетические изменения — эти и многие другие факторы вызывают старение растений.
Несмотря на естественные процессы, приводящие к старению, у растений есть механизм увеличения продолжительности жизни. Это дупликация геномов и генов («генетическая резервная копия»), активная работа фермента теломеразы, обилие меристематических клеток, способность поддерживать меристемы в постоянно активном состоянии и непрерывная активность фитогормонов. Старение растений происходит как на протяжении всей жизни, так и сезонно. Изучение причин последнего также может помочь раскрыть механизмы их долголетия.
Ученые проанализировали влияние на продолжительность жизни растений таких факторов, как сообщество микробиома, гликирование, активность альтернативной оксидазы и митохондриальная дисфункция. Помимо всего перечисленного, были рассмотрены адаптивные механизмы долгоживущих растений.