Тривалість життя глистів подвоїлася за рахунок суворої дієти Вчені підозрюють, що відбувається той самий процес

Багатовікові пошуки джерела молодості виявили лише декілька перспективних підказок, один із яких - надзвичайна, виснажлива дієта. Нове дослідження крихітної нематоди C. elegans починає пояснювати це диво обмеження калорій і пропонує більш простий спосіб досягнення довголіття.

Дослідники з Університету Дьюка виявили, що забирання їжі у C. elegans викликає стан зупиненого розвитку: Поки організм продовжує метушитися, живитись, його клітини та органи потрапляють у позачасовий, сплячий стан. Під час їжі черв’як розвивається знову, як планувалося, але може жити вдвічі довше, ніж зазвичай.

Результати з’являються в PLoS Genetics .

"Не виключено, що дієти, бідні поживними речовинами, з тих самих шляхів вводять нас у стан сплячих клітин", - сказав Девід Р. Шервуд, доцент біології Університету Дьюка. "Фокус у тому, щоб знайти спосіб фармакологічно маніпулювати цим процесом, щоб ми могли знайти переваги проти старіння без болю при обмеженні дієти".

Це показує нематоду C. elegans, позначену флуоресценцією м’язових клітин зеленим, а флуоресценцією статевих клітин червоним. Ці клітини та інші роблять паузу на контрольно-пропускному пункті в процесі розвитку і уповільнюють процес старіння, коли черв’яки стикаються з періодом голодування .
Фото: Лабораторія Девіда Шервуда, Університет Дьюка

За останні 80 років дослідники поставили на дієту звіринець модельних організмів, і вони побачили, що дефіцит харчових продуктів може продовжити тривалість життя щурів, мишей, дріжджів, мух, павуків, риб, мавп та глистів де завгодно на 30 відсотків На 200 відсотків більше, ніж випущені аналоги.

Поза лабораторією та в реальному світі такі організми, як C. elegans, можуть пережити напади голоду або голоду, що, безсумнівно, впливає на їх розвиток та тривалість життя. Шервудський колега Райан Бо, доцент медицини в Дюк, показав, що C. elegans, які виводять яйця в середовищі без поживних речовин, повністю зупиняють їх розвиток. Він попросив Шервуда дослідити, чи обмеження дієт голодом у подальшому житті матиме той самий ефект .

Шервуд та його докторант Адам Шиндлер вирішили зосередитись на останніх двох стадіях розвитку личинок C. elegans - відомих як L3 та L4 - у критичних тканинах та органах, таких як вульва, яка все ще розвивається. Під час цих фаз вульва хробака розвивається з ділянки з трьох клітин до трохи більшої сфери з 22 клітин. Дослідники виявили, що коли вони їли їжу в різний час протягом L3 та L4, коли розвиток вульви зупинялося або на триклітинній, або на 22-клітинній стадії, але не між ними.

При подальшому дослідженні дослідники виявили, що не лише лобкова, а всі тканини та клітини організму, здавалося, застрягли в обох основних контрольних пунктах. Ці контрольно-пропускні пункти схожі на платні каси уздовж міждержавного розвитку. Якщо організм має достатньо поживних речовин, його розвиток може перейти до наступної платної каси. Якщо цього не вистачає, він залишається біля платної каси, поки не накопичить поживні речовини, необхідні для отримання решти шляху.

"Розробка не є безперервним, безперервним процесом", - сказав Шиндлер, провідний автор дослідження. "Організмам потрібно стежити за навколишнім середовищем і вирішувати, чи воно відкрите для свого розвитку. Якщо ні, зупиніть їх, якщо це так, вони йдуть. Ці контрольні пункти, здається, існують для того, щоб тварина могла прийняти таке рішення. І". Рішення має наслідки, оскільки ресурси йдуть на розвиток або на виживання ".

Дослідження показало, що C. elegans може голодувати щонайменше два тижні і все одно нормально розвиватися при відновленні годування. Оскільки пристрій не працює, поки черв’як знаходиться в заарештованому стані, цей голод істотно подвоїв двотижневу тривалість життя хробака.

"Це дослідження має наслідки не лише для старіння, але й для раку", - сказав Шервуд. "Однією з найбільших таємниць терапії раку є те, як ракові клітини рано метастазують, а потім сплять роками, перш ніж пробудитися. Я припускаю, що шляхи у хробаків, які затримують ці клітини, будуть такими самими шляхами, які пробуджуються знову при метастазах раку у людини ".

Зараз дослідники проводять низку генетичних досліджень, щоб побачити, чи зможуть вони знайти інший спосіб змусити C. elegans затримати цей розвиток.