Aceasta este o altă formă de stres care, în doze mici, poate fi benefică celulelor. În timpul ciclului său de viață, celula se poate confrunta cu numeroși factori de stres, cum ar fi otrăvirea cu toxine, deficiențe de nutrienți, hipoxie și altele. Dar acești factori pot prelungi viața dacă și în doze mici. Cercetătorii din Houston au descoperit un alt tip de stres care afectează celulele - desfășurarea ADN-ului. Acest proces implică aceleași căi de semnalizare ca și postul, o metodă care este recunoscută în prezent ca una dintre cele mai promițătoare pentru prelungirea vieții.

ușoară

Unul dintre semnele unei celule îmbătrânite este transformarea ADN-ului în nucleu. În același timp, unele dintre secțiunile sale sunt desfășurate, făcând informațiile situate în ele mai accesibile, dar cele mai multe dintre ele, dimpotrivă, se micșorează în proteine ​​histonice. Dacă ADN-ul începe să se rotească intens, atunci acesta este un semnal de alarmă pentru celule. Aceasta poate fi o consecință a mutațiilor periculoase sau poate fi cauza unor astfel de mutații. În acest moment, celula trebuie să se oprească din multiplicare, să activeze modul de reparare a ADN-ului și să-și restabilească structura originală. Aceste procese fac parte din răspunsul la stres al celulelor.

Pe lângă desfășurarea ADN-ului, stresul poate fi cauzat de alți factori: radicalii liberi formați ca urmare a respirației celulare, toxine (de exemplu alcool etilic), radiații ionizante, diferențe mari de temperatură și altele. Toate acestea în doze mari cauzează îmbătrânirea celulelor și moartea corpului. Dar se știe de mult că, în doze mici, toate acestea, dimpotrivă, stimulează creșterea și divizarea celulelor, deoarece acestea implică mecanismele interne de reparare și, astfel, își cresc viabilitatea. Acest efect se numește hormeză *, iar factorii care o determină se numesc hormetine.

Trasarea liniei dintre doze mici și utile și mari și periculoase de hormetine nu este deloc ușoară deloc (cum ar fi cu alcoolul). Dar există multe dovezi că stresul prelungește viața, în orice caz la animale și organisme experimentale. Punctul de referință al Hormetin față de care să comparăm alți factori și să ajustăm ceasul vârstei biologice este în prezent considerat a fi restricția caloriilor consumate de alimente, adică de foame.

Oamenii de știință din Houston au sugerat că desfășurarea ADN-ului ar trebui să fie și hormetină și au testat această ipoteză a drojdiei. Drojdia are două copii ale genelor care codifică histonele de bază. Copia auxiliară furnizează aproximativ 15% din toate histonele, iar principalul - aproximativ 85%. Dacă ambele sunt excluse, drojdia moare rapid pentru că, în absența „bobinei de înfășurare”, ADN-ul își pierde structura spațială.

Din acest motiv, cercetătorii au exclus mai întâi separat copia de bază și au constatat că a scurtat semnificativ durata de viață a celulelor. Drojdiile obișnuite devin învechite (încetează să se divizeze) după 37 runde de reproducere, iar drojdiile mutante deja în runda 30. Când a fost privată doar de backup, celula s-a dovedit a fi mai viabilă și a durat 40 de divizii. Astfel, o mică desfacere a ADN-ului a afectat celula ca un stres benefic.

Pentru a testa exact modul în care absența histonelor provoacă stres în celulă, cercetătorii au introdus mutații suplimentare în genomul celulei. Dacă noua mutație, în comparație cu exemplarul lipsă, prelungește viața, provoacă un nou stres. Dacă nu există un efect suplimentar al noii mutații, acest lucru înseamnă că atât gena în care se află, cât și histonele corespund aceleiași căi de semnalizare.

Prin testarea mai multor gene, cercetătorii au descoperit că histonele funcționează cu proteina TOR, despre care se știe deja că reglează îmbătrânirea diferitelor organisme. Când TOR este activ, implică creșterea și divizarea celulelor. În același timp, repararea intracelulară își pierde prioritatea, ceea ce duce la uzura și îmbătrânirea celulei. Când TOR nu funcționează, creșterea și divizarea celulei se oprește, dar în schimb celula este capabilă să-și restabilească moleculele și organitele. Aparent, mica tulburare din configurația ADN blochează activitatea TOR și prelungește astfel viața celulelor. În mod semnificativ, excluderea copiei auxiliare a histonelor a afectat durata de viață a drojdiei în același mod ca și mutația care imită restricția calorică.

Cercetătorii au sugerat că mecanismul, atunci când apare stres ușor ca răspuns la deficitul de histone, poate exista nu numai la drojdie, ci și la animale multicelulare. Ei au beneficiat de cercetarea predecesorilor lor, care au studiat expresia genelor în celulele nematodelor (viermi rotunzi), Drosophila (muște ale fructelor) și șoarecilor care transportă mutații în genele histonei. S-a dovedit că, în majoritatea genelor, funcțiile asociate cu calea de semnalizare TOR încetează să mai funcționeze în „stres histonic” atât în ​​drojdie cât și în celule multicelulare. Aceasta înseamnă că în lista hormonilor capabili să prelungească viața, există un altul, comparabil ca forță și mecanism cu acțiunea de reducere a caloriilor (foamete).

* Hormeză - o reacție biologică la expunerea la cantități mici (doze), care este inversă la reacția cauzată de cantități mari (doze).
** Histone - Aceasta este o proteină simplă cu o proteină de bază. Împreună cu celulele fără dezoxiglobină (DHK), acestea sunt componentele de bază ale xpomozomilor. Ei îndeplinesc două funcții - stabilizează tipul de xomozomi și joacă un rol important în reglarea activității genelor.