Названа максимальная продолжительность жизни человека, обусловленная соматическими мутациями
Специалисты Сколтеха (входит в структуру ВЭБ.РФ) совместно с коллегами из AIRI провели исследование, позволившее впервые дать численную оценку влияния соматических мутаций на предельный срок жизни человека. Работа поддержана грантом Российского научного фонда.
Соматическими мутациями называют спонтанные изменения в структуре ДНК, которые формируются в клетках на протяжении жизни индивида. В отличие от зародышевых (герминальных) мутаций, такие изменения не наследуются потомками, однако их количество неуклонно растет с годами. Накопление подобных дефектов способно приводить к повреждению клеток, сбоям в их работе и провоцировать развитие патологий, типичных для пожилого возраста.
В ходе исследования ученые сконструировали многоуровневую математическую модель. Ее особенность — поэтапная симуляция различных процессов старения. Это дало возможность изолированно анализировать эффект соматических мутаций. Модель позволяла последовательно «отключать» обратимые механизмы старения и смотреть, какой могла бы быть продолжительность жизни, если бы единственным фактором, влияющим на старение, оставались именно соматические мутации.
Один из ведущих участников проекта, Евгений Ефимов (стажер‑исследователь Центра био‑ и медицинских технологий Сколтеха, научный сотрудник AIRI), обратил внимание на существенные различия в поведении разных типов тканей. Так, клетки, утратившие способность к делению — в частности, нейроны и кардиомиоциты, — оказались ключевым лимитирующим звеном.
При условии устранения всех остальных причин старения только за счет соматических мутаций теоретическая медианная продолжительность жизни сокращается со 1759 лет (показатель для гипотетического организма, не подверженного старению) до 156 лет. Иная картина наблюдается в тканях с выраженной способностью к регенерации: например, печень благодаря постоянному обновлению клеточного состава способна сохранять функциональность на протяжении тысячелетий, успешно компенсируя вредное воздействие мутаций.
С учетом данных по всем критически важным органам исследователи пришли к выводу: даже если полностью нейтрализовать все обратимые процессы старения, соматические мутации все равно будут ограничивать медианную продолжительность жизни человека в диапазоне 146 – 194 лет. Этот показатель примерно в два раза превышает нынешний средний уровень продолжительности жизни в экономически развитых государствах.
Дмитрий Крюков, соавтор исследования (научный сотрудник Центра био‑ и медицинских технологий Сколтеха и старший научный сотрудник AIRI), подчеркнул, что, хотя соматические мутации существенно влияют на процессы старения, они не способны в одиночку объяснить реальную картину смертности. Следовательно, другие факторы, такие как нарушение протеостаза, сбои в работе митохондрий или изменения на эпигенетическом уровне — играют в ограничении продолжительности жизни не менее важную роль.
Предложенный в работе метод открывает новые возможности для системного изучения старения: он позволяет не просто констатировать наличие негативных процессов, а ранжировать их по степени влияния на срок жизни. Это дает научному сообществу инструмент для обоснованного выбора приоритетных направлений при разработке антивозрастных терапевтических подходов.
По словам Екатерины Храмеевой, научного руководителя проекта и доцента Центра био‑ и медицинских технологий Сколтеха, ценность работы заключается именно в переходе от качественных оценок к точным количественным измерениям. Теперь можно не только утверждать, что мутации несут вред, но и четко определять масштаб этого вреда, сопоставляя его с влиянием иных механизмов старения. Такой подход поможет рационально распределять ресурсы и фокусироваться на наиболее значимых направлениях исследований.
В дальнейшем авторы планируют масштабировать разработанную методику: её предполагается применять не только к другим тканям и органам, но и к представителям различных биологических видов. Это позволит тестировать теории о природе старения в межвидовой перспективе. Кроме того, в модель планируется интегрировать дополнительные параметры — включая укорочение теломер, митохондриальную дисфункцию, потерю протеостаза и эпигенетические трансформации, — чтобы сформировать комплексную количественную модель, описывающую старение человеческого организма, сообщает npj Aging (Nature Portfolio). Также исследование опубликовано на сайте Сколтеха.
Ранее ученые открыли белок, способный замедлить старение. Открытие сделали после изучения тканей гренландских китов, у которых выявили уникальный механизм восстановления повреждений ДНК.