Эксперименты, проведенные на червях, мышах и других животных еще в 60-х годах прошлого века, показали, что снижение числа потребляемых калорий заметно продлевает животным жизнь. За последующие десятилетия биологи выделили десятки генов и гормонов, потенциально задействованных в этом феномене, однако они не смогли использовать ни один из них для продления жизни человека или этих же животных.
Александр Тышковский из Сколковского института в Москве и его коллеги под руководством Вадима Гладышева, известного генетика из Гарвардского университета (Кембридж, США), нашли возможное объяснение феномену, наблюдая за тем, как меняется работа клеток мышей при длительном ограничении в пище.
Ученые обратили внимание на то, что геном всех живых существ непрерывно меняется по мере старения тела, в нем накапливаются мутации, а активность части генов заметно повышается или понижается в результате появления или удаления особых химических меток на их поверхности.
Подобные изменения часто бывают случайными, однако в том случае, если в ДНК присутствует своеобразная "программа старения", задающая курс на одряхление организма, те части генома, которые участвуют в этом процессе, будут меняться не так, как другие области генетического кода.
Ученые сравнили геномы мышей разных возрастов, одна половина которых питалась в соответствии с низкокалорийной диетой, а другая получала среднее количество калорий. Их интересовали не различия в структуре ДНК, а так называемые метильные метки, которые могут добавляться к определенным "буквам" генетического кода и выключать определенные гены.
Как правило, при наступлении старости их общее число падает в организме, однако прошлые опыты показывали, что в некоторых частях генома их число растет вместе с возрастом. Гладышев и его коллеги подтвердили, что это так, и показали, что подобные изменения происходят из-за того, что те системы клеток, которые отвечают за нанесение таких меток, начинают чаще ошибаться при наступлении старости.
По сути, они "путают" гены, активируя те участки ДНК, которые были отключены раньше, и выключая жизненно важные гены, в том числе те области генома, которые связаны с починкой разрывов в спирали ДНК и работой врожденной иммунной системы. Фактически все гены, чья работа меняется подобным образом, имеют почти одинаковую структуру у людей, мышей и других млекопитающих.
Эксперимент показал, что переход на низкокалорийную диету замедляет этот процесс. Мыши, которых долгое время ограничивали в еде, имели более "молодой" набор метильных меток, чем их сородичи, поедавшие обычный корм.
При этом кратковременное сокращение калорий не просто не замедляло накопление новых меток в ДНК, но и, наоборот, ускоряло этот процесс. Однако такое последствие быстро исчезало, если животное продолжали ограничивать в еде.
"Мы показали, что низкокалорийная диета имеет накопительный эффект и тем сильнее замедляет возрастные изменения, чем дольше животное на ней находится. А краткосрочное воздействие и вовсе приводит к некоторым изменениям, происходящим в процессе старения. Впрочем, они довольно быстро устраняются в ходе дальнейшей диеты", — заключил Тышковский.
