Москалев А.А. Старение и гены

Подождите немного. Документ загружается.

му положению. Теломеразависимое старение вносит серьезный

вклад в ограничение роста фибробластов у долгоживущих прима-

тов, но не у короткоживущих млекопитающих. У таких относи-

тельно быстро стареющих видов, как мыши, наличие более длин-

ных теломер либо экспрессия теломеразы приводят к чрезвычайно

большой репликативной способности, поэтому их клетки в норме

не подвергаются репликативному старению (Patil et al., 2005). У

них же высока частота образования опухолей. Справедливости

ради надо отметить, что у животных, клетки которых не подверже-

ны репликативному старению, большое значение играет стресс-

индуцированное старение клеток.

Следует признать, что экспериментальных фактов, позволяю-

щих связать воедино репликативное старение клеток и старение

организма, в настоящее время мало. Например, длина теломер из-

меняется при старении некоторых видов животных. Однако мало

известно о том, живут ли дольше животные с более длинными те-

ломерами (особи одного и того же вида на изогенном фоне), чем их

собратья с нормальными теломерами. Удобным объектом для по-

добного рода исследований является нематода. Как оказалось,

сверхэкспрессия теломерасвязывающего белка HRP-1 у нематоды

приводит к постепенному увеличению длины теломер и повыше-

нию ее продолжительности жизни. Кроме того, нематоды с длин-

ными теломерами более устойчивы к тепловому стрессу (данный

эффект зависит от активности гена daf-16). Таким образом, длина

теломер может индуцировать сигналинг, регулирующий продол-

жительность жизни даже у постмитотического организма.

Каким образом длинные теломеры могут влиять на продолжи-

тельность жизни нематод? Возможно, что они регулируют эффект

положения прителомерных генов либо что теломера-связываю-

щие белки влияют на сигнальные пути, определяющие метабо-

лизм и жизнедеятельность (Joeng et al., 2004). Таким образом, в

постмитотических тканях нематод белки проверочных точек кле-

точного цикла, перестав регулировать пролиферацию, все еще

контролируют выживаемость клетки, ускоряя старение организ-

ма. Возможно, это связано со способностью таких белков удержи-

вать постмитотические клетки в неделящемся состоянии, а также

влиять на внутриклеточную устойчивость к стрессу (Olsen et al.,

2006). В то же время, согласно данным другого эксперимента, не-

матоды из клонов с более длинными теломерами живут не доль-

ше других (Raices et al., 2005). Однако у дождевого червя поддер-

жание длины теломер вновь связано с увеличением продолжи-

тельности жизни (Wright, Shay, 2005a). У дрозофил доминантный

генетический фактор Tel приводит к многократному удлинению

кластеров ретротранспозонов на всех теломерах. С увеличением

111

теломер продолжительность жизни взрослых мух не изменялась,

тогда как фертильность и яйцепродукция у самок даже снижалась

в результате развития ненормальных ооцитов (Walter et al., 2006).

У муравья Lasius niger соматические ткани короткоживущих сам-

цов имеют значительно более короткие теломеры, чем у долгожи-

вущих маток и рабочих особей. Эти различия запрограммирова-

ны в раннем личиночном развитии, вероятно, через быстрое уко-

рочение теломер клеток самцов. Однако рабочие самки имеют

такие же теломеры, что и более долговечные матки. Данные разли-

чия, по-видимому, обусловлены особенностями раннего развития,

поскольку взрослые насекомые — постмитотические организмы.

Однако различия не связаны с количеством делений личиночных

клеток, поскольку самцы имеют меньшие размеры (содержат ме-

ньше клеток), а теломераза активна в соматических клетках всех

трех каст (Keller, Jemielity, 2006; Jemielity et al., 2007). Теломер-

ная ДНК птиц в 5—10 раз длиннее, чем у более короткоживущих

млекопитающих. Теломеры наибольших (из известных) размеров

принадлежат белоголовому орлану и ястребу-тетеревятнику. Од-

нако прямой корреляции с видовой продолжительность жизни при

этом не установлено. У птиц с возрастом также доказано укороче-

ние теломер (Holmes, Ottinger, 2003).

In vivo эффект ускоренного укорочения теломер млекопитаю-

щих можно наблюдать у мышей. При этом они обладают чрезвы-

чайно длинными теломерами, а особи с делецией гена Terc жиз-

неспособны вплоть до третьей генерации включительно. Однако

затем происходит увеличение числа слияний концов хромосом,

приводящее к следующим фенотипическим проявлениям: повы-

шенной эмбриональной смертности из-за дефекта смыкания нерв-

ной трубки; малым размерам и стерильности самцов и самок; атро-

фии кишечника и селезенки; уменьшению ангиогенеза и сниже-

нию пролиферативного потенциала стволовых клеток красного

костного мозга и нервных стволовых клеток взрослых особей, сер-

дечной дисфункции. Таким образом, мыши Terc характеризуются

выраженным прогероидным синдромом, сопровождающимся сни-

жением продолжительности жизни, дефектами в активно проли-

ферирующих тканях, снижением фертильности. Отсюда следует,

что для поддержания тканевого гомеостаза необходима хотя бы

минимальная длина теломер. У теломераза-дефицитных мышей

реактивация этого фермента предотвращает вышеперечисленные

проявления. На основе данных, полученных на мышиной модели,

можно предположить, что у человека укорочение теломер с возра-

стом также ведет к подобным патологическим состояниям, тем бо-

лее что теломеры у человека гораздо короче мышиных (Pelicci,

2004; Blasco, 2005; Franco et al., 2005). Как оказалось, делеция p21

112

(гена ингибитора циклинзависимых киназ) увеличивает продол-

жительность жизни теломераза-дефицитных мышей с нарушенны-

ми теломерами. При этом имеет место улучшение гематолимфо-

поэза и регенерации кишечного эпителия, хотя восстановления

функции самих теломер не происходит, апоптотический ответ так-

же остается интактным и не наблюдается ускорения хромосомной

нестабильности или возникновения рака. Таким образом, экспери-

ментально подтверждено, что дисфункция теломер индуцирует

р21-зависимую проверочную точку клеточного цикла in vivo, ко-

торая ограничивает продолжительность жизни на организменном

уровне (Choudhury et al., 2007).

Возможно, что теломераза может контролировать клеточный

цикл по механизмам, отличным от регуляции теломер (Kurz, 2004).

Анализ генов, индуцированных в половых клетках самцов мышей,

лишенных теломеразы, показал, что дисфункция теломер вызы-

вает выраженный компенсаторный ответ, направленный на вос-

становление нарушенной функции половых клеток через индук-

цию сигналов выживания, связанных с PI3-киназным механизмом,

и через скоординированную стимуляцию транскриптов, необхо-

димых для сперматогенеза (Franco et al., 2005).

Хотя укорочение теломер не играет главной роли у мышей ди-

кого типа, есть свидетельства, что у человека оно вносит сущест-

венный вклад в естественное старение. Даже среди приматов чело-

век обладает наиболее короткими теломерами (Stindl, 2004). У че-

ловека снижение уровня теломеразной активности в половых и

стволовых клетках приводит к ускоренному укорочению теломер

и синдрому преждевременного старения, известному как врож-

денный дискератоз (dyskeratosis congenita) (Franco et al., 2005).

Это Х-сцепленное заболевание вызвано мутацией фермента, во-

влеченного в метаболизм теломеразной РНК-субъединицы (hTR)

(Weinert, Timiras, 2003). Кроме того, симптомы, наблюдаемые при

других синдромах ускоренного старения человека, сопряженных с

короткими теломерами, во многом напоминают нормальное старе-

ние (Hofer et al., 2005). Подробнее об этом см. ниже, разд. 2.2.2.

У здоровых женщин, являющихся матерями детей с хрониче-

скими заболеваниями, в мононуклеарных клетках периферической

крови теломеры короче, чем у матерей здоровых детей; оксидатив-

ный стресс у первых также выше (Sapolsky, 2004). Таким образом,

даже хронический эмоциональный стресс способен приводить к

укорочению теломер.

Укорочение теломер человека при старении изучено для мно-

гих типов тканей (Satyanarayana et al., 2003). Например, было по-

казано, что теломеры возрастзависимо укорачиваются в клетках

почек, особенно в зоне их коры (Melk et al., 2000). Длина теломер

113

может ограничивать репликативный потенциал гемопоэтических

клеток, внося вклад в снижение с возрастом функции иммунной

системы. Кроме того, укорочение теломер стимулирует опухоле-

образование через усиление нестабильности генома: теломера-ин-

дуцированный кризис генома приводит к трансформации клетки,

следующая за которой активация теломеразы вызывает неограни-

ченную пролиферацию (Weinert, Timiras, 2003). У человека длина

теломер в лейкоцитах коррелирует с маркерами сердечно-сосуди-

стых заболеваний. Длина теломер зарекомендовала себя как про-

гностический фактор смертности у людей старше 60 лет: пожилые

люди с более короткими теломерами умирают чаще и раньше, чем

те, чьи теломеры длиннее (Wright, Shay, 2005а). Потеря теломер

является причиной некоторых возрастзависимых патологий. Так,

укорочение теломер в клетках печени больных с хроническим ге-

патитом является причиной цирроза, а также одной из возмож-

ных причин такого старение-ассоциированного заболевания, как

атеросклероз (Sharpless, DePinho, 2007). Клетки в очаге остеоарт-

рита также несут маркеры старения. Маркер клеточного старе-

ния p16 сопутствует возрастным нарушениям нейрогенеза, гема-

топоэза и функции поджелудочной железы (Campisi, d’Adda di Fa-

gagna, 2007).

Ряд исследований выявил обратную взаимосвязь между возра-

стом донора и репликативной продолжительностью жизни фиб-

робластов в культуре. Клетки от старых доноров стареют после

меньшего числа удвоений популяции, чем клетки от молодых.

Клетки, взятые у особей короткоживущих видов, имеют меньший

репликативный потенциал, чем клетки долгоживущих. То же на-

блюдается и при сравнении клеток людей с синдромами прежде-

временного старения и одновозрастного контроля (Dimri et al.,

1995). Исследование культуры фибробластов, полученных от мо-

лодых и старых доноров, обнаруживает достоверное уменьше-

ние с возрастом скорости миграции этих клеток, времени начала

репликативного старения, темпов репликации (Schneider, Mitsui,

1976).

Однако старый вывод о том, что длина теломер у человека кор-

релирует с возрастом донора, сейчас часто ставится под срмнение

из-за индивидуальной вариабельности (Patil et al., 2005). Корре-

ляция между возрастом донора и репликацией клеток в культуре

является слабой и иногда недостоверной. Например, анализ репли-

кативной продолжительности жизни 124 клеточных культур фиб-

робластов здоровых индивидуумов не выявил достоверной связи

с возрастом доноров (Cristofalo et al., 1998).

Широко распространено убеждение, что клонированные жи-

вотные могут наследовать биологический возраст клеток-доноров

114

ядра и по этой причине преждевременно погибать. Первое кло-

нированное млекопитающее, овечка Долли, действительно умерла

в раннем возрасте. Сравнение длины теломер Долли в 2-летнем

возрасте с одновозрастным контролем показало их существенное

укорочение (19 против 23 килобаз), что примерно соответствует

6-летнему животному (Xu, Yang, 2003).

Однако многочисленные дальнейшие эксперименты показали,

что перенос соматического ядра в ооцит сопровождается после-

дующей реактивацией теломеразы и достраиванием теломер, преж-

де всего на стадии бластоцисты. Величина, на которую проис-

ходит восстановление теломер, варьирует в зависимости от вида

животного, типа клетки — донора ядра, процедур переноса ядра и

измерения теломер. Естественно, особи, клонированные из клеток

эмбрионов, имеют более длинные теломеры, чем полученные из

клеток взрослого организма. Интересен тот факт, что чрезмерно

долгое содержание клеток-доноров в культуре, ведущее к выра-

женному разрушению их теломер, у клонов приводит к формиро-

ванию даже более длинных теломер, чем у обычных животных.

По-видимому, очень короткие теломеры в эмбрионе запускают си-

стемы репарации, приводящие к их удлинению (Xu, Yang, 2003).

Насколько клеточное старение существенно для старения це-

лостного организма, ведь существуют стволовые клетки, имею-

щие активную теломеразу? Многие ткани состоят из короткожи-

вущих клеток, требующих постоянного замещения. Кожа, выстил-

ка просвета кишечника и кроветворные ткани являются наиболее

яркими примерами. Стволовые клетки обнаружены даже в мозгу и

в сердце (Geiger et al., 2005). Старение на клеточном уровне доста-

точно хорошо изучено и проявляется через снижение репликатив-

ной способности пролиферирующих клеток и функциональной

активности постмитотических клеток. Ранее предполагали, что

стволовые клетки имеют неограниченные способности к самооб-

новлению и, таким образом, не зависят от старения. Однако полу-

чены свидетельства постепенного спада репликативной способ-

ности кроветворных, кишечных и мышечных стволовых клеток.

Поскольку активность стволовых клеток необходима для воспол-

нения потери дифференцированных клеток в тканях (управляемых

стволовыми клетками), было выдвинуто предположение, что ста-

рение стволовых клеток ведет к нарушению тканевого гомеостаза.

В результате снижается регенеративная способность организма,

ведущая к его старению и к таким патологиям, как атеросклероз и

диабет II типа. Повреждение ДНК также приводит к старению

стволовых клеток. Роль повреждения ДНК в старении стволовых

клеток подтверждают и данные, полученные на мышах с мутация-

ми генов репарации (Geiger et al., 2005; Sharpless, DePinho, 2007).

115

Таким образом, несмотря на то что стволовые клетки экспрес-

сируют теломеразу, они не являются иммортальными и подвер-

гаются эрозии теломер, что обусловлено теломера-независимыми

механизмами регуляции репликативного старения стволовых кле-

ток in vivo. Продолжительность их жизни ограничивается теми же

сигнальными механизмами (ARF/p53, p16/Rb), которые активи-

руются при повреждениях ДНК (возникающих при дисфункции

теломер и средовых стрессах) и приводят к клеточному старению

или апоптозу. Запуск проверочных точек клеточного цикла при

обнаружении повреждений ДНК приводит к истощению стволо-

вых клеток и старению организма, тогда как их инактивация —

к опухолеобразованию (Pelicci, 2004). Возрастзависимое сниже-

ние активности клеток-предшественниц может быть также ре-

зультатом изменения экспрессии системных факторов. Например,

снижение активности стволовых клеток скелетных мышц (сател-

литных клеток) из-за потери Notch-сигналинга ведет к наруше-

нию регенерации стареющих мышц. Уменьшение пролиферации

печеночных клеток-предшественниц благодаря формированию

комплекса, включающего cEBP-α и фактор ремоделлинга хрома-

тина Brm (brahma), ингибирует регенераторные способности ста-

реющей печени. Данные изменения удается предотвратить при по-

мощи обработки старых мышей белками сыворотки от молодых

животных (Conboy et al., 2005).

Таким образом, клеточное старение истощает пул функцио-

нальных клеток, причем как пролиферирующих, так и стволовых,

нарушая нормальное функционирование ткани, ее репарацию и са-

мообновление. Стареющие клетки могут вносить вклад в возраст-

зависимую патологию путем индукции или стимулирования пере-

стройки тканей и локального воспаления, что нарушает их целост-

ность и функции. Они также могут стимулировать пролиферацию

и озлокачествление близлежащих предопухолевых клеток. Это свя-

зано с тем, что стареющие клетки дисфункциональны и секрети-

руют металлопротеиназы (разрушающие внеклеточный матрикс),

факторы роста эпителия и воспалительные цитокины. Все это мо-

жет нарушать структуру нормальной ткани и вызывать воспали-

тельные реакции (Campisi, 2005; Papazoglu, Mills, 2007). Напри-

мер, стареющие эндотелиальные клетки сверхактивируют вос-

палительный цитокин интерлейкин-1α и EGF-подобный фактор

роста. Действительно, рост преднеопластических и неопластиче-

ских эпителиальных клеток в культуре в большей мере стимули-

руется присутствием стареющих фибробластов по сравнению с

предстареющими (Weinert, Timiras, 2003). Многие ткани, причем

даже у столетних долгожителей, содержат лишь небольшое коли-

чество стареющих клеток (Shay, Wright, 2000). В зависимости

116

от эксперимента, вида и ткани, доля таких клеток варьирует от 1

до 15 % (Campisi, d’Adda di Fagagna, 2007). Однако присутствие

даже нескольких стареющих клеток может нарушать функцию

нормальной соматической ткани (Shay, Wright, 2000). Кроме того,

клеточное старение может сообщаться от одних типов клеток дру-

гим (Keyes et al., 2005).

Отметим в заключение, что длина теломер связана со старе-

нием организма, по крайней мере у некоторых групп животных (не-

матод, перепончатокрылых, приматов, возможно, птиц). Модель-

ные организмы с дефектами теломеразы характеризуются ускорен-

ным старением, которое можно приостановить, подавив активность

генов p53 или р21. Аналогичным образом некоторые

прогероидные заболевания сопряжены с преждевременной

дисфункцией тело-мер. Хронический стресс также приводит к

ускоренному старению и укорочению теломер. Стареющие клетки

(накапливающие соответствующие биомаркеры — старение-

ассоциированную Р-галак-тозидазу и р16) обнаруживаются in vivo

в небольшом количестве во многих тканях. В результате клеточное

старение (репликативное и стресс-индуцированное), сокращающее

количество пролифери-рующих клеток вообще и стволовых в

частности, приводит к нарушению регенераторных способности

тканей. На фоне возрастзави-симой активизации апоптоза в ряде

тканей и подавления компенсаторной пролиферации наблюдаются

дегенеративные нарушения. Более того, стареющие клетки

способны активно разрушать межклеточный матрикс и

индуцировать локальное воспаление и онко-генез. Таким образом,

обе формы клеточного старения можно рассматривать в качестве

механизма старения организма в целом.

2.2. Генетическая нестабильность

2.2.1. Постоянство генома и старение

В процессе старения первыми выходят из строя те системы, чье

поддержание энергозатратно, а повреждение необратимо. Среди

них особое место занимает поддержание постоянства генома.

Энергия, требуемая для распознавания повреждений и репарации

ДНК десятками различных ферментов, огромна, а износ генома

часто невосполним. В результате генетическая нестабильность

является одной из главных причин старения всех эукари-отов.

Непостоянство генома — одна из ведущих проблем в моле-

кулярной генетике (Хесин, 1984). Его эффекты могут иметь раз-

117

личные проявления, включая дестабилизацию хромосом, обмены

сестринских хроматид и анеуплоидию, мутации и амплификацию

генов, клональную гетерогенность, отсроченную репродуктивную

и апоптотическую гибель клетки (delayed apoptosis), неопластиче-

скую трансформацию (Limoli et al., 1998).

От дрожжей до человека возрастзависимая генетическая не-

стабильность может иметь разнообразные проявления: потеря ри-

босомальной ДНК, дестабилизация теломер и увеличение количе-

ства хромосомных перестроек. Так, у человека определенные му-

тации ферментов репарации ДНК, например Ercc2 (Xpd), Хгсс5

(Ки86) и Wrn, связанные с нарушением стабильности генома, при-

водят к частичным прогериям (Nikitin et al., 1997; Carter et al., 2005;

Kujoth et al., 2005). Однако прежде всего нестабильность генома

приводит к изменению генной экспрессии и, таким образом, к воз-

растным нарушениям в клеточной физиологии. Действительно,

долгожительство у дрожжей, Caenorhabditis elegans и дрозофил

можно вызвать увеличением активности деацетилазы гистонов,

вовлеченной в хроматиновый сайленсинг — подавление экспрес-

сии генов (см. разд. 3.3).

Как и любое биологическое явление, нестабильность генома,

а вернее, механизмы, лежащие в ее основе, могут иметь и важное

позитивное значение в жизни клетки. Достаточно вспомнить в свя-

зи с этим соматический гипермутагенез при формировании срод-

ства антител. В то же время нарушение контроля стабильности мо-

жет привести к накоплению мутаций или эпигенетических измене-

ний, что в свою очередь ведет к патологии — канцерогенезу или

старению (Зайнуллин, Москалев, 2000). Таким образом, также как

и клеточное старение и апоптоз, механизм генетической неста-

бильности по отношению к старению организма может быть анта-

гонистически плейотропным.

Предполагаемых причин возникновения возрастзависимой не-

стабильности генома может быть несколько: наличие комплексов

двухцепочечных разрывов ДНК, укорочение теломер, активация

мобильных генетических элементов и снижение эффективности

функционирования процессов репарации (Зайнуллин, Москалев,

2000). В свою очередь нестабильности генома противостоят мощ-

ные эшелоны клеточной защиты. «Гены-уборщики» (caretaker) в

норме предотвращают повреждения ДНК. Они увеличивают ста-

бильность генома, снижая риск рака и отсрочивая старение. Деле-

ция этих генов, напротив, вызывает синдромы ускоренного старе-

ния (см. разд. 2.2.2). «Гены-контролеры» (gatekeeper), ответствен-

ные за гибель клетки и задержку клеточного цикла в ответ на

повреждение ДНК, включают в себя классические супрессоры

опухолей, например р53 (см. разд. 2.2.3). Они часто инактиви-

118

руются посредством мутаций или эпигенетического сайленсинга

при возникновении различных типов рака. Усиление функции су-

прессоров опухолей, напротив, подавляет пролиферацию стволо-

вых клеток, усиливает апоптоз или клеточное старение митотиче-

ских клеток, опосредуя, таким образом, старение организма в це-

лом (Papazoglu, Mills, 2007).

Дрожжи стали одним из первых объектов, продемонстриро-

вавших роль генетической нестабильности в качестве основного

механизма старения. В 80-х годах XX века Эгилмец и Джазвин-

ский выдвинули гипотезу о том, что старение дрожжей проис-

ходит благодаря стохастическому появлению фактора старения,

который экспоненциально накапливается, пока не убьет клетку

(Egilmez, Jazwinski, 1989). В 1997 г. Синклер и Гваренте предполо-

жили, что таким фактором может быть экстрахромосомная ДНК,

образующаяся вследствие генетической нестабильности в локусе

рибосомальной ДНК — RDN1, составляющем 10 % всего генома

дрожжей (Sinclair, Guarente, 1997). Как оказалось, старые клетки

дрожжей переполняются экстрахромосомными кольцами рДНК

(до 1000 шт.), что, по-видимому, ведет к фильтрации факторов

транскрипции и репликации, вызывая гибель клетки похожим на

апоптоз способом (Bitterman et al., 2003).

Таким образом, большинство случаев репликативного старе-

ния у дрожжей возникает из-за неспособности поддерживать цело-

стность генома. Вышеупомянутые экстрахромосомные кольцевые

рДНК являются самореплицирующимися и ассиметрично пере-

распределяются между материнской и дочерней клетками при ми-

тозе, что приводит к их накоплению исключительно в стареющей

клетке. Эктопическое попадание таких колец в клетку уменьшает

продолжительность ее жизни, тогда как генетические манипуля-

ции, снижающие образование колец, продлевают ее жизнь (Bitter-

man et al., 2003; Kaeberlein et al., 2005a, 2005c). Другие типы экст-

рахромосомной кольцевой ДНК, например плазмида TRP1/ARS1,

также могут укорачивать жизнь дрожжей (Guarente, Kenyon, 2000).

Фенотипические изменения, происходящие в стареющей ма-

теринской клетке дрожжей, заключаются не только в дестабили-

зации локуса рДНК, но и в одновременной экспрессии генов a-и

α-типов спаривания вследствие нарушения репрессии локусов

HML и HMR. Гаплоидные клетки в норме экспрессируют либо a-,

либо α-информацию из локуса типа спаривания MAT. Одновре-

менная экспрессия генов обоих типов спаривания приводит к сте-

рильности материнской клетки (репродуктивному старению) из-за

неспособности при половом процессе быть правильно распознан-

ной (Guarente, Kenyon, 2000; Bitterman et al., 2003). Как уже упо-

миналось в предыдущем разделе, старение дрожжей связано 119

с умолканием генов возле теломерных концов (Bitter-man et al.,

2003).

В результате генетических исследований процесса старения

дрожжей Saccharomyces cerevisiae было сделано заключение, что

гены, вовлеченные в сайленсинг (умолкание) хроматина, могут

быть ключевыми регуляторами старения. Как уже отмечалось,

сайленсинг — это процесс, в результате которого целые участки

хромосом, охватывающие блоки генов, оказываются транскрип-

ционно неактивными (Guarente, Kenyon, 2000). Упаковка ДНК и

гистонов в «молчащий» гетерохроматин — основной механизм,

посредством которого дрожжи подавляют образование экстро-

хромосомной кольцевой ДНК. Наличие гетерохроматина в локу-

се RDN1 обусловлено активностью комплекса белков SIR2, NET1,

CDC14 и NAN1 (Bitterman et al., 2003). В старых материнских

клетках деацетилаза SIR2 перераспределяется с теломер и генов

типа спаривания в ядрышко (Guarente et al., 1998). Причем меха-

низм сайленсинга не предотвращает транскрипцию генов рРНК,

а лишь подавляет их рекомбинацию (Bitterman et al., 2003), что яв-

ляется компенсаторной реакцией антистарения. В подтверждение

этих слов следует отметить, что сверхэкспрессия SIR2 увеличи-

вает репликативную продолжительность жизни. Еще одна гисто-

новая деацетилаза — RPD3 деацетилирует гистон H4. У дрожжей

она необходима для начала репликации и регуляции рДНК; кроме

того, она подавляет транскрипцию генов. Мутация в гене rpd3 ве-

дет к гиперацетилированию гистонов, но в отличие от SIR2 это

приводит к умолканию всех трех локусов генетической нестабиль-

ности стареющей клетки дрожжей (локуса типа спаривания, тело-

мер и рДНК). В итоге мутация в гене rpd3 значительно увеличи-

вает продолжительность жизни клеток дрожжей (Bitterman et al.,

2003).

Ген продолжительности жизни дрожжей fob1 кодирует ядер-

ный белок, необходимый для блокирования репликационной вил-

ки ДНК непосредственно в точках ее начала, расположенных в

рДНК, что способствует возможности рекомбинации. Линии с де-

лецией fob1 имеют в 100 раз более низкий уровень рДНК-реком-

бинации и несут меньше кольцевых экстрахромосомных ДНК. Та-

кие мутанты живут в 2 раза дольше линий дикого типа (Bitterman

et al., 2003).

АТФ-зависимая геликаза Sgs1p семейства RecQ участвует в

репликации, рекомбинации и в формировании проверочной точки

S-фазы дрожжей (Azam et al., 2006), взаимодействуя с топоизоме-

разами II и III (Guarente, 1996; Sinclair et al., 1998). Мутанты

sgs1δхарактеризуются снижением средней продолжительности

жизни. По одной из моделей, это происходит благодаря

гиперрекомбина-120