Авторы:
Изучение данного механизма старения проводится такими исследователями, как К. Невелинг,
История:
Понимание роли данного механизма в процессе старения пришло благодаря исследованиям, которые стали активно проводится, начиная с
Пример:
Важным доказательством того, что генетическая нестабильность является критерием старения, служат синдромы ускоренного старения. Этот синдром связан с врожденными мутациями в генах, управляющими починкой ДНК. Такие мутации приводят к тому, что молодые люди или даже дети начинают проявлять признаки старения и выглядеть как пожилые. Ускоренное старение проявляется также в результате экспериментально вызываемых мутаций в генах восстановления ДНК у мышей.
Описание:
Основные функции нашего тела контролируются генами, находящимися в хромосомах ядра. В каждой клетке имеется всего две копии каждой хромосомы, да и те не являются идентичными — могут иметь разные варианты одного и того же гена (аллели). Поэтому повреждение молекул ДНК, из которых состоят хромосомы, может иметь печальные последствия для функций, выполняемых клеткой. Всплеск повреждений ДНК и мутаций, наблюдаемый при старении, носит название генетической нестабильности.
Одно из проявлений генетической нестабильности — укорочение теломер (особых участков на концах хромосом). Теломеры играют важную защитную роль, поэтому клетки с поврежденными теломерами не способны поделиться или даже выжить, а иногда, напротив, начинают бесконтрольно делиться — становятся раковыми.
С возрастом накапливаются поломки хромосом не только в области теломер, но и по всей их длине. Это связано прежде всего с тем, что механизмы репарации (починки) ДНК перестают эффективно работать. Любое повреждение нуклеотидов, из которых состоят гены, или разрыв цепочки ДНК на фоне недостатка репарации в стареющей клетке становится причиной мутации. Чем больше мутаций приобретает клетка, тем она менее жизнеспособна или выше риск, что она станет опухолевой.
Еще одной причиной генетической нестабильности при старении является активизация «прыгающих генов» (мобильных генетических элементов, ретротранспозонов). 
Это вирусоподобные фрагменты ДНК, затаившиеся в наших хромосомах. Как правило, они инактивированы при помощи большого количества метильных меток. В местах возникновения случайных разрывов ДНК хромосомы менее доступны для ферментов, расставляющих метильные метки. Происходит активация ретротранспозонов — они начинают копироваться и перепрыгивать на другие участки хромосомы. При этом они могут прихватить с собой фрагменты важных клеточных генов, а также включать одни гены и выключать другие. Происходит дестабилизация генома, приводящая к хаосу и клеточному старению.
Дополнения и критика:
Для того чтобы теломеры не укорачивались в половых клетках и эмбриональных стволовых клетках, в них активен специальный фермент — теломераза. Он достраивает теломеры после каждого деления. Однако в клетках большинства тканей и органов человека ген одного из компонентов теломеразы отключен или работает очень слабо. Побочным следствием такого выключения является так называемое репликативное старение — прекращение способности к делению. Природа пошла на этот шаг, чтобы обезопасить развивающийся организм от смертельного заболевания — рака. Обычные клетки не могут делиться более определенного числа раз, что тормозит образование опухолей.
Примерно по тем же причинам, что и ретротранспозоны, в старых клетках активируются молчащие вирусные инфекции. В результате запускаются воспалительные реакции.
Публикации:
- Kastan, Michael B., ed. Genetic instability and tumorigenesis. Vol. 221. Springer Science & Business Media, 2012.
- Strehler, Bernard L. «Genetic instability as the primary cause of human aging." Experimental gerontology 21.4 (1986): 283–319.
- Slagboom, P. Eline, and Jan Vijg. «Genetic instability and aging: theories, facts, and future perspectives." Genome 31.1 (1989): 373–385.
- Beckman, Robert A., and Lawrence A. Loeb. «Genetic instability in cancer: theory and experiment." Seminars in cancer biology. Vol. 15. No. 6. Academic Press, 2005.