В разных тканях человеческого организма теломеры укорачиваются с различной скоростью

Коллектив ученых во главе с исследователями из Чикагского университета определил, с какой скоростью укорачиваются теломеры в клетках из разных типов тканей человека. Хотя выяснилось, что эта скорость может различаться, ученые пришли к выводу, что уменьшение теломер в клетках крови может служить достаточно точным показателем и для многих других тканей.

Теломеры — участки ДНК на концах хромосом, которые не кодируют никаких признаков. Теломеры нужны, чтобы защитить основную часть ДНК от повреждений во время клеточного деления. Перед делением клетки особый фермент ДНК — полимераза — движется вдоль цепочки ДНК и синтезирует ее копию. Но полимераза не способна приступить к работе с самого кончика хромосомы, поэтому она начинает удваивать ее, немного отступив от края. В результате после каждого деления хромосома немного уменьшается. Чтобы при таком уменьшении не были затронуты кодирующие области, на концах хромосом находятся теломеры. Но постепенно, после новых и новых циклов деления, теломеры будут сокращаться всё больше — в этом и состоит старение клетки.

Сокращение теломер связано со старением и возрастными заболеваниями, но при изучении этих процессов обычно измеряют теломеры в клетках, которые легко добыть у пациента, чаще всего — в клетках крови. До сих пор оставалось неясным, насколько теломеры в клетках крови могут отражать картину в других тканях организма.

Для изучения этого вопроса авторы работы воспользовались проектом Genotype-Tissue Expression (GTEx), в рамках которого собираются образцы тканей у большого количества людей. Всего они проанализировали более 6000 образцов 23 различных тканей, полученных от примерно тысячи человек. Они обнаружили, что из этих 23 тканей в 15 длина теломер демонстрирует четкую положительную корреляцию с длиной теломер в клетках цельной крови, что подтверждает использование клеток крови в качестве показателя длины теломер в труднодоступных тканях, таких как ткани мозга и почек.

Попутно ученые проверили несколько выдвинутых ранее теорий о длине теломер в различных частных случаях. Некоторые из них подтвердились, как, например, более длинные теломеры у людей африканского происхождения. Другие — нет, например, предположение о большей длине теломер у женщин. Сообщение о более коротких теломерах у курильщиков подтвердилось лишь частично, это действительно наблюдается, но лишь в некоторых типах тканей. Эти результаты помогут понять, насколько длина теломер обусловлена генетически, а также как могут влиять на нее образ жизни, воздействие окружающей среды или эпигенетические изменения в течение жизни человека.

Результаты исследования опубликованы в журнале Science.