Белок р53 — секрет долголетия?

Белок p53, названный биологами стражем генома, регулирует деление клеток. Его запуск связан с различными деформациями и повреждениями в геноме клетки, которые впоследствии могут привести к образованию опухолей при ее делении.

Запуск данного белка контролирует размножение клетки и в случае повреждения ее ДНК не дает ей делиться и, более того, запускает апоптоз, который обеспечивает уничтожение дефективной клетки с поврежденным геномом. В то же время, мутации в самом p53 приводят к нарушению его функций, из-за чего он также может вызвать возникновение раковых опухолей. Однако функции данного белка до конца не изучены, а последние эксперименты показали, что он не только отвечает за уничтожение «больных» клеток, но и регулирует деятельность здоровых, что говорит о его влиянии не только на здоровье человека, но и на его долголетие.

Белок p53 в человеческом организме

В организме человека присутствуют два аллеля этого белка: R72, содержащий на семьдесят втором месте аминокислоту аргинин, и P72, содержащий на том же месте пролин. Различие в данных белках обусловлено вариациями нуклеотида TP-53, кодирующего формулу данного белкового соединения, и влияет на активность p53 в человеческом организме. Так, белок R72 лучше связывается с ДНК и сильнее регулирует генетическую транскрипцию, в то время как P72 является более слабым аллелем. У людей с белком P72 чаще обнаруживают рак ввиду того, что белок менее активен, однако, именно его чаще обнаруживают у долгожителей. Неясно, действительно ли более слабый аллель белка p53 является частично причиной более частых случаев возникновения новообразований у людей с белком P72, но определенные закономерности дают возможность предполагать, что как образование раковых опухолей, так и долголетие связаны именно с ним.

Предыдущие эксперименты и выводы о работе белка p53

Множество доказательств двойственной функции данного белка собраны во время экспериментов с мышами. Так, в одном из опытов ученые сделали p53, обычно активируемый по сигналу организма, активным постоянно, что увеличило здоровье лабораторных мышей и уменьшило процент возникновения у них раковых опухолей, однако, в то же время вызвало их ускоренное старение. Еще один эксперимент был связан с попыткой добавить в геном мышей дополнительную копию гена TP53, который отвечает за кодировку белка p53. В этом случае мыши не болели раком и при этом не старели, но эксперимент не воспроизводит реальность.

Результаты недавних экспериментов с человеческим белком

Для новой серии экспериментов были выведены особый вид мышей — hupki, особенность которых заключается в наличии у них человеческого гена TP53 вместо мышиного, что позволяет более точно установить функции и возможности каждого из аллелей. Мышей разделили на две группы по тому, какого аллеля белок вырабатывался в их телах, а для чистоты эксперимента подопытные мыши были скрещены с лабораторными. Потомство соответственно приобрело человеческий ген TP53, кодирующий образование в организме человеческого белка p53 в виде более слабого аллеля P72 и аллеля R72, который более сильный. Выживаемость этих мышей и признаки их старения изучались учеными на протяжении периода длиной в два года.

В результате данных экспериментов отмечено, что мыши с аллелем P72, как и ожидалось, демонстрировали более частое образование злокачественных новообразований и более высокую смертность по этой причине. Однако в то же время по другим показателям они превзошли мышей с аллелем R72. Так, отмечено, что в среднем продолжительность их жизни была больше, чем у мышей с более сильным аллелем данного белка, а смертность из-за других причин, не связанных с возникновением атипичных клеток, была ниже, в свою очередь выживаемость среди мышей в возрасте полутора лет и выше была, напротив, более высокой.

Во время проведения экспериментов было доказано, что организм мышей с аллелем P72 стареет медленнее. Среди показателей старения, изученных учеными, были искривление шейного лордоза, состояние костной ткани и ее плотность, состояние кожи и ПЖК (подкожно-жировой клетчатки), скорость регенерации организма, а также число стволовых клеток. Было замечено, что угол искривления позвоночника у подопытных особей с аллелем P72 в возрасте полутора лет приближен к его показателю для грызунов в возрасте полугода, в то время как мыши с аллелем R72 демонстрируют сильную деформацию шейного отдела позвоночника. Томограмма черепа мышей с этими двумя аллелями белков также выявила гораздо меньшее количество возрастных изменений у особей с аллелем P72. Возрастное истончение кожи и подкожного жирового слоя у них также происходило медленнее в сравнении с особями с белком R72. Кроме того, мыши с более слабым аллелем данного белкового соединения демонстрируют более высокую способность к заживлению ран в преклонном возрасте. Количество стволовых клеток крови у мышей с более слабым аллелем P72 также снижалось менее резко, чем у мышей с белком R72.

Были проведены также эксперименты по проверке восстановительных способностей стволовых клеток мышей с аллелями R72 и P72 белка p53. В данном опыте исследователи облучали мышей, обладающих немодифицированным белком р53, убивая их стволовые клетки крови, и после подсаживали в их организм стволовые клетки мышей с человеческим вариантом белка р53 обоих аллелей. По результатам этого эксперимента были сделаны выводы, что стволовые клетки мышей с более сильным аллелем данного белка с возрастом теряют способность к восстановлению, в то время как у мышей с аллелем P72 стволовые клетки сохраняют свои свойства гораздо лучше.

Выводы о функциях белка p53 в организме

Как видно из экспериментов, хотя более сильный аллель белка р53 R72 действительно препятствует образованию атипичных клеток, провоцирующих возникновение злокачественных новообразований, блокируя деление дефективных клеток, в то же время он снижает способности клеток к регенерации. Его работа, обеспечивающая организм человека лучшим здоровьем в репродуктивный период, в то же время блокирует механизм долголетия благодаря быстрому снижению восстановительных способностей организма. В то же время аллель Р72, для которого характерны более слабые способности к связыванию с ДНК, хоть и не обеспечивает крепкую защиту от различных раковых новообразований в организме, в то же время поддерживает его способности к регенерации и возобновлению ресурсов организма. Можно сказать, что белок p53 выполняет двойственные функции и регулирует как злокачественные изменения организма, так и его восстановительные способности, и является одним из ключей к контролю заболеваемости раком среди человеческого населения. И даже само существования двух аллелей данного белка подчеркивает их необходимость в организме не только с точки зрения контроля белком р53 дефектных клеток и их уничтожения, но и с точки зрения других его функций, которые пока окончательно не изучены, однако, как видно из экспериментов, влияют на все процессы организма, поддерживая баланс восстановительных возможностей наряду с обеспечением достаточной продолжительности жизни.

 

 

Комментариев нет

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Здоровье и спорт
Система Табата для похудения

В современном мире существует стереотип, что для формирования и поддержания атлетического телосложения необходимо по несколько часов 3 раза в неделю потеть в зале на силовых и кардио — тренировках.

Здоровье и спорт
Действенные способы избавления от лишнего веса

Ожирение — это отложение жировых клеток в подкожной клетчатке, а также в органах и тканях нашего тела. Ожирением считается увеличение стандартной массы тела на 20% и более за счет жировых отложений.  Избыточный вес — это настоящая глобальная проблема современного общества, так как он вызывает не только физические, но также и  психические расстройства, приводит к множеству заболеваний, повышает риск инсульта, инфаркта, а также таких болезней, как сахарный диабет, цирроз печени и поражение почек.

Здоровье и спорт
Польза ежедневной зарядки по утрам

В современном мире бытуют разные мнения о пользе или, наоборот, бесполезности утренней зарядки. Упражнения по утрам – это выбор каждого. Те, кто делают зарядку, всегда находят массу плюсов и полезностей. Например, возможность быстро проснуться и взбодриться, получить позитивный настрой на весь день за 10 минут. А те, кто ленится, всегда найдет для себя оправдание — и времени мало по утрам, и тело еще не проснулось для физических нагрузок.