Кофеин и алкоголь способны изменять длину теломер

Недавно в престижном журнале PLoS (Public Library of Science) Genetics , освещающем самые актуальные проблемы современной генетики, были опубликованные результаты нового интересного исследования, проведенного учеными из Тель-Авивского университета. При выполнении экспериментов исследователям удалось доказать связь употребления алкоголя и кофеина со старением клеток организма.

Новое исследование базируется на проведении экспериментов на дрожжевых клетках в условиях современной лаборатории. Благодаря открытию новых фактов ученые могут смело утверждать, что употребление алкоголя и кофеина может приводить к удлинению теломер. Эти фрагменты представляют собой концевые участки хромосом. Теломеры характеризуются отсутствием способности к слиянию с другими хромосомами и выполняют преимущественно защитную функцию.

Вследствие особенностей синтеза нитей ДНК после каждого последующего клеточного деления длина теломер уменьшается. Это так называемый феномен недорепликации, являющийся одним из основных механизмов старения. Теломеры укорачиваются достаточно медленно, однако некоторые активные вещества способны влиять на этот процесс. Существует, однако, и такой фермент как теломераза, способный достраивать цепочки теломер благодаря собственной РНК-матрице. К сожалению, в активном состоянии это вещество находится лишь в стволовых и половых клетках.

При проведении исследования израильским ученым удалось установить, что кофеин и алкоголь могут выступать в роли агентов, провоцирующих ускоренное укорочение теломер. Таким образом, эти вещества способны влиять на стабильность генома и старение клеток. Предполагается и наличие определенной роли данного механизма в процессе возникновения раковых клеток. Во время эксперимента исследователи оценивали влияние различных стрессовых факторов на элементы генома живых клеток дрожжей, использующихся для приготовления пива и хлеба. Согласно результатам исследования можно говорить, что кофеин способен делать теломеры короче, а алкоголь напротив – длиннее.

До проведения данного исследования основная роль в процессе укорочения теломер отводилась психическим стрессам, окислительному стрессу, воздействию свободных радикалов. Для проверки данных предположений команда ученых из Израиля вырастила культуру клеток в условия окислительного стресса. Результаты эксперимента удивили исследователей, ведь длина теломер изучаемых клеток не изменилась.

Необходимо отметить, что ученые подвергали подопытные культуры воздействию тринадцати различных стрессовых. Большая часть из них никак не повлияла на процессы старению в исследуемых клетках. Лишь некоторые соединения, с которыми люди имеют дело ежедневно, несколько изменили длину теломер. Так, оказалось, что невысокая концентрация кофеина, содержащаяся, например, в одной чашке эспрессо, способно значительно укоротить теломеры. В то же время воздействие 5-7% спиртового раствора позволило увеличить протяженность цепочек теломер.

После выполнения исследования ученым удалось сделать несколько выводов. Длина теломер находится под контролем сложней генетической сети, включающей более четырех сотен генов. Именно эти гены воздействуют на характеристики концевых участков ДНК и определяют то стабильность системы и ее способность противостоять изменениям экологических условий. Стало ясно, что для того, чтобы разрушить целостную систему, необходимо лишь изменить длину теломер. Такие нарушения запускают каскад реакций, приводящих к нестабильности генома, развитию многочисленных заболеваний и быстрому старению.

Кроме того знания о механизмах контроля длины теломер способны указать путь к эффективному лечению многих патологических состояний. Однако до получения подобных результатов исследователям придется пройти еще долгий путь, состоящий из решения многих загадок биологии и генетики.