Ген інтелекту і довгожительства
Миші з підвищеним рівнем вироблення білка Klotho живуть на 20-30% довше
Нове дослідження показало, що наявність одного варіанту певної форми гена KLOTHO, відомого, як «ген тривалості життя», пов'язана з підвищеним рівнем пізнавальних здібностей у людини, незалежно від віку або статі. Крім того, підвищення рівня білка, кодованого цим геном, у мишей призвело до поліпшення їх здібностей до вирішення завдань, що вимагають хорошої пам'яті і навчаності. Звіт про результати дослідження, який був опублікований в Cell Reports, може стати відправною точкою для створення методу лікування пацієнтів, які страждають від когнітивних порушень, наприклад тих, які викликані хворобою Альцгеймера.
Населення Землі старіє і зростає кількість людей, які страждають від вікових хвороб, багато з яких викликають зниження когнітивних функцій. Вважається, що до 2040 року понад 80 мільйонів людей у всьому світі страждатимуть від вікових проблем з пам'яттю. Крім того, кількість людей, які страждають деменцією, за прогнозами, буде подвоюватися кожні 20 років. Старіння є керованим процесом, але в даний час невідомо, чи буде зростання тривалості життя супроводжуватися успіхами у збереженні когнітивних здібностей літніх людей.
Вже деякий час відомо, що білок Klotho є регулятором старіння, і його надлишкова експресія продовжує тривалість життя мишей. Люди, які володіють тим варіантом гена KLOTHO, який називається KL-VS, мають вищий рівень вмісту білка Klotho в серозній рідині і, як правило, живуть довше і менше страждають від вікових захворювань серця. Однак не було досліджено вплив підвищеного вмісту цього білка на когнітивні функції старіючих людей.
Вчені протестували різні когнітивні навички понад 700 учасників дослідження у віці від 52 до 85 років, жоден з яких не показував ознак недоумства. Варіант «гена довголіття» KL-VS був приблизно у 25% випробовуваних. І хоча зниження розумових здібностей зі збільшенням віку показали всі учасники експерименту, володарі KL-VS показували кращі результати в проходженні когнітивних тестів, порівняно з тими, у кого інший варіант гена KLOTHO.
Наступним кроком вчених стало створення генетично змінених мишей з надекспресією білка Klotho. Такі миші не тільки прожили довше, ніж миші контрольної групи, але вони також показували кращі результати в тестах на пам'ять і навчаність протягом усього життя. Крім того, підвищення рівня Klotho призвело до змін у двох областях мозку, критично важливих для пізнання - гіпокампі і корі.
Клітини головного мозку зв'язуються один з одним за допомогою молекул, званих нейротрансміттерами через невеликий проміжок між нейронами, який називається синапс. Одним з таких передавачів є глутамат, який пов'язується з синаптичними рецепторами, такими як рецептор NMDA. Навчання і пам'ять зміцнює синаптичні зв'язки і включає узгоджену діяльність цих рецепторів і глутамату. З віком ці функції слабшають.
Вчені виявили, що у модифікованих мишей більше специфічних суб'єднань рецептора NMDA, що називаються GluN2B, в синапсах гіпокампа і кори в порівнянні з контрольними мишами. Це суб'єдиниці, як відомо, відіграють основну роль у процесах навчання і пам'яті. Крім того, коли дослідники використовували препарат, що перешкоджає роботі GluN2B, вони усунули вплив Klotho на процес запам'ятовування і навчання.
Зібрані разом результати досліджень показують, що поряд з продовженням життя, Klotho корисний для синаптичних і когнітивних функцій. «Це може бути важливим кроком до можливості допомогти мільйонам людей у всьому світі, які страждають від хвороби Альцгеймера та інших видів деменції, - говорить Дена Дюбал, провідний автор дослідження, доцент неврології в Каліфорнійському університеті, Сан-Франциско. - Якщо ми знайдемо спосіб збільшити функціональні здібності мозку, ми зможемо протистояти деменції».