Кой не иска да живее дълго, без да страда от заболявания, свързани с възрастта? В търсене на средство за удължаване на живота и осигуряване на здравословно стареене, изследователите изучават молекулярните механизми на стареенето и търсят подходящи биологични маркери, които могат да бъдат например нивата на активност на определени гени. Наскоро такива маркери бяха открити сред некодиращия материал на нашето ДНК, който доскоро се смяташе за „боклук“   Противно на общоприетото схващане, нашият геном, който съдържа наследствена информация, не е просто колекция от гени, всеки от които кодира един протеин според „централната догма на молекулярната биология“ (ДНК → РНК → протеин). Повече от 60% (!) от генома не съдържа гени в класическия им смисъл, а многобройни и разнообразни нуклеотидни последователности, включително много повтарящи се. Дълго време това огромно парче ДНК се смяташе за „боклук“: предполагаше се, че това е генетичен баласт, натрупан в процеса на еволюция и не се използва по никакъв начин.   През новия век обаче възгледът за некодиращата част от генома се промени коренно. Самият термин „боклук ДНК“ трябваше да бъде изпратен в кошчето за боклук, а „тъмният геном“, както започнаха да наричат ​​с уважение съвкупността от всички некодиращи генетични елементи, беше буквално наситен с различни регулаторни сайтове (например кодиране на регулаторна РНК).   Тази част от генома съдържа и различни повтарящи се генетични елементи, включително мобилни - ретротранспозони и ДНК транспозони, които могат да се копират и интегрират в ДНК. Повечето от повтарящите се генетични елементи се потискат от хроматиновата опаковка на ДНК, но някои остават активни. Изследвания върху моделни организми показват, че такива повтарящи се елементи могат да допринесат за стареенето, като влияят на възпалението, оксидативния стрес и имунния отговор. Подобен отрицателен ефект е установен, например, при невродегенерация.   С възрастта организацията на хроматина, който е комплекс от ДНК и специални протеини, хистони, се влошава поради изчерпването на последните. В резултат на това ДНК регионите, съдържащи повтарящи се елементи, стават по-достъпни за ензимите, които „четат“ генетична информация от ДНК към РНК (процес на транскрипция). Това не води до нищо добро - поне моделните организми, при които тези възрастови промени в хроматина са били потиснати експериментално, са живели по-дълго.   По този начин активността на повтарящи се генетични елементи (по-точно нивото на натрупване на РНК „транскрипти“ на съответните ДНК фрагменти в клетките) може да се използва като маркери на стареенето, но все още не е разгледана в този смисъл.   Учени от Университета в Колорадо (САЩ), използвайки бази данни, анализираха резултатите от секвенирането на РНК, получена от кожни клетки на здрави хора на възраст 1–94 години. Оказа се, че броят на транскриптите на повечето от основните видове повтарящи се елементи наистина е увеличен при възрастните хора. Подобни резултати бяха получени с аскаридите Caenorhabditis elegans, класически модел на стареене.   Изследователите тествали своите открития чрез флуоресцентно маркиране на транскрипт от един от ДНК транспозоните и видели по-силен сигнал в кожните клетки на възрастни хора. Най-интересното откритие обаче е фактът, че активността на повтарящи се генетични елементи се оказва свързана не с хронологична, а с биологична възраст, отразяваща "здравето" на клетките.   Както знаете, клетките стават биологично „по-стари“, когато са изложени на вредни влияния като ултравиолетовото лъчение. Учените взели кожни проби от ръце, често изложени на слънчева светлина, и от задните части и сравнявали транскриптите на повтарящи се генетични елементи във фибробластите на млади и възрастни хора. Оказа се, че този показател е по-висок за кожните клетки на ръцете, а ефектът е по-изразен при младите хора. Между другото, той също е бил висок при пациенти със синдром на преждевременно стареене (прогерия на Hutchinson-Guildford), чиято биологична възраст е била три пъти по-голяма от календарната.   По този начин нивото на транскриптите на повтарящи се генетични елементи, натрупващи се в организма с възрастта, може да се използва като маркер на биологичната възраст; то също може да се превърне в нова терапевтична цел при разработването на лекарства против стареене.
Наука из первых рук