Сокращение рациона на 30 процентов снизило число мутаций в печени, почках и мозге мышей
Появилась свежая новость с той стороны науки, где биология старения встречается с генетикой. Учёные из Соединённых Штатов показали, что мыши, которых кормят на треть меньше обычного, накапливают заметно меньше мутаций в своих клетках. Причём речь не об одном-двух генах, а о большой части генома — всего наследственного материала, который лежит в каждой клетке. Работа вышла в журнале Cell, и это, по сути, первая попытка посмотреть на связь диеты и мутаций так широко. Раньше подобные вещи проверяли точечно, на отдельных генах. А тут взяли и прошлись почти по всему геному (насколько это вообще позволяют нынешние технологии).
Напомним на пальцах, что такое мутация. Наследственный код — это очень длинный текст из четырёх «букв». Мутация — опечатка в этом тексте. И опечатки копятся с возрастом в каждой клетке без исключения. Откуда они берутся? Во-первых, наследственную молекулу постоянно что-то повреждает: химия внутри самой клетки, излучение, побочные продукты обмена веществ. Во-вторых, клетка сама ошибается, когда копирует свой код перед делением или когда чинит повреждения. Большинство опечаток безобидны, потому что попадают туда, где ничего важного не записано. Но если мутация ломает нужный ген, дело может кончиться раком или другой болезнью. Про ограничение калорий, в свою очередь, давно известно другое. Животные на урезанном рационе живут дольше и медленнее стареют — это показано на самых разных существах, от дрожжей и червей до грызунов. А вот замедляет ли такая диета накопление мутаций по всему геному, никто до сих пор толком не проверял. Логично было бы ожидать, что да. Но в биологии «логично» и «на самом деле» совпадают далеко не всегда, так что проверить стоило.
Схема эксперимента простая. Часть мышей ела сколько хотела. Другой части давали на 30 процентов меньше калорий, чем они съели бы при свободном доступе к корму. Потом у животных брали ткани и считали мутации с помощью сверхточного секвенирования. Это способ прочитать наследственный код буква за буквой. Точность здесь решает всё. У каждой клетки свой собственный набор опечаток. Чтобы поймать их среди миллионов правильных букв, нужна технология, которая почти не ошибается сама. Выяснилось, что диета снижает оба главных типа мутаций. И замены, когда одна буква стоит вместо другой, и вставки с выпадениями, когда буквы добавляются или теряются. Правда, эффект оказался неодинаковым: в печени мутаций убавилось сильнее, чем в почках или мозге. Печень — главный химический завод организма, через неё проходит всё, что мы съели. Так что перемены в еде она чувствует первой. А нейроны в мозге почти не делятся, поэтому там мутации возникают иначе — не от ошибок копирования, а в основном от повреждений. Логично, что и диета действует на них по-другому.
Желающему прожить подольше стоит поменьше класть на тарелку.
Бенджамин Франклин
А дальше начинается самое любопытное. Учёные посмотрели, в каких участках генома диета срабатывает лучше всего, и ожидания не оправдались. В печени и почках мутаций сильнее всего убавилось в самых «тихих» зонах. Это участки, где генов либо нет вообще, либо они в данной клетке выключены и не используются. Казалось бы, должно быть наоборот: важные, работающие гены и защищать надо лучше. Авторы предлагают такое объяснение. Если ограничение калорий в принципе уменьшает количество повреждений по всему геному, то активные участки выигрывают меньше. Просто потому, что клетка и так чинит их в первую очередь и очень часто. Сами исследователи признаются, что такого перекоса по геному не ждали. Что именно его создаёт, пока непонятно — и это одна из вещей, которые они теперь хотят разобрать.
Теперь о том, чего из этой работы выводить не стоит. Во-первых, это мыши. У них другой обмен веществ, и живут они пару лет, так что переносить результат на людей напрямую не получится. Во-вторых, урезать рацион на треть на всю жизнь — очень тяжёлое дело. Авторы сами прямо говорят, что для человека такая диета слишком трудна. К тому же она ещё и небезопасна, если браться за неё без врача. Вместе с калориями легко недобрать белка, витаминов и просто сил. В-третьих, работа не доказывает, что мышам на диете продлевает жизнь именно снижение числа мутаций. Показана связь между едой и мутациями, а не цепочка причин и следствий. Возможно, долголетие обеспечивают совсем другие механизмы, а мутации просто идут в комплекте. Результат это не обесценивает, но помогает держать голову холодной.
Почему тогда все так воодушевлены? Потому что мутации стоят за раком и кучей других возрастных болезней. А тут впервые нашёлся рычаг, который снижает их число сразу по всему геному. Отсюда и главный интерес: понять, какой именно механизм связывает еду с мутациями. Если его найти, можно попробовать воспроизвести эффект без голодания — лекарством или более щадящим режимом питания. Учёные, к слову, давно ищут «таблетку вместо диеты». Но пока ни одно средство не доказало, что работает у людей так же хорошо, как само ограничение калорий. Так что новая работа скорее задаёт направление поиска, чем даёт готовый рецепт. Раньше эффект диеты оценивали в основном по тому, сколько живут животные, а это годы ожидания. Теперь есть измеримый показатель — число мутаций, — по которому разные вмешательства можно сравнивать гораздо быстрее. Хотя, конечно, сначала надо убедиться, что этот показатель действительно предсказывает здоровье, а не просто красиво совпадает с ним. В ближайших планах у команды — проверить другие варианты диеты и посмотреть на большее число тканей и типов клеток. Вопрос о том, что именно связывает еду и мутации, пока остаётся открытым.
