Остановка деления клеток при старении зависит от одного белка

Ученые установили, что за запуск этого механизма полностью отвечает ATM — белок, который реагирует на разрывы ДНК и обычно защищает генетический материал от повреждений. Если работу ATM заблокировать, клетки продолжают делиться дольше нормы. Более того, если отключить ATM в клетках, которые уже старые, они снова начинают делиться — то есть остановка оказывается обратимой.

Исследователи также объяснили загадку, с которой биологи сталкиваются десятилетиями: клетки в лабораториях, где уровень кислорода выше, стареют быстрее, чем в организме. Оказалось, что при высоком содержании кислорода ATM становится сверхактивным: он начинает слишком строго воспринимать укороченные теломеры как опасное повреждение и преждевременно включает механизм остановки деления. В живом организме, где кислорода значительно меньше, ATM работает мягче, и клетки дольше сохраняют свою способность делиться.

Эксперименты показали, что ключевую роль в этом играет реакция ATM на активные формы кислорода, которые меняют его структуру. При низком уровне кислорода ATM менее чувствителен, и клетки терпят более короткие теломеры. При высоком — белок реагирует слишком быстро, и старение наступает раньше.

Данные помогают лучше понять, как работают программы защиты от рака: большинство опухолей развивается в условиях низкого кислорода, где ATM частично подавлен. Это позволяет раковым клеткам продолжать делиться, даже когда их теломеры критически короткие. В будущем восстановление активности ATM в опухолях может стать стратегией, которая заставит раковые клетки остановиться.

Исследователи подчеркивают, что их работа меняет подход к изучению старения клеток в лаборатории. Многие выводы, сделанные при работе с клетками в условиях высокого кислорода, могут работать иначе в физиологических условиях. Теперь важно проверять результаты в более близких к реальности условиях.

Открытие роли ATM как единственного регулятора репликативного старения — важный шаг к пониманию того, как клетки защищают организм от рака и что именно запускает их биологическое старение.