Пропустить навигацию.
Главная

A. A. Москалев СТАРЕНИЕ и ГЕНЫ" ч 1

A. A. Москалев

СТАРЕНИЕ и ГЕНЫ"

\

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК Уральское отделение Коми научный центр Институт биологии

RUSSIAN ACADEMY OF SCIENCES Ural Branch Komi Research Centre

Institute of Biology

А. А. Москалев

СТАРЕНИЕ и ГЕНЫ

Санкт-Петербург

«НАУКА>

2008

УДК 577 + 575 ББК 28.04 М82

Москалев А. А. Старение и гены. — СПб.: Наука, 2008. — 358 с.

ISBN 978-5-02-026314-7

Представлен аналитический обзор достижений генетики старения и продолжительности жизни. Обобщены эволюционные, клеточные и молекулярно-генетические взгляды на природу старения. Рассмотрены классификации генов продолжительности жизни (эволюционная и феноменологическая), предложена новая, функциональная, классификация. Проанализированы преимущества и недостатки основных модельных объектов генетики старения: дрожжей, нематод, дрозофил, грызунов. Обсуждены достижения генетики старения человека. Подробно описаны основные механизмы, плейотропно влияющие на скорость старения, — репликативное и стресс-индуцированное клеточное старение, поддержание стабильности генома и апоптоз. В экстремальных условиях среды (при голодании, температурном стрессе, нарушениях светового режима, облучении, окислительном стрессе) происходит переключение с программы размножения на программу стрессоустойчивости. Рассмотрены основные регуляторные и эффекторные пути, лежащие в основе такой устойчивости. Сделан всесторонний обзор взаимодействия репродукции и старения.

Монография предназначена для специалистов, интересующихся проблемами старения и продления жизни, генетиков, геронтологов, гериатров, экологов и радиобиологов. Библиогр. 551 назв. Ил. 17. Табл. 9.

Ответственный редактор проф. В. Н. АНИСИМОВ Рецензенты:

акад. РАН Ю. С. ОВОДОВ, чл.-кор. РАМН В. С. БАРАНОВ, проф. В. Г. ЗАЙНУЛЛИН

Moskalev A. Aging and genes. — Saint Petersburg: Nauka, 2008. — 358 p.

ISBN 978-5-02-026314-7

It is presented modern review of aging and longevity genetics achievements We summarized evolutionary, cell and molecular genetics points of view on aging nature. It is considered classifications of longevity genes (evolutional and phenomenological) and has been proposed new functional classification. It is investigated the progress advantages and imperfections of basic model objects of aging genetics: yeasty roundworms flies, rodents. It is discussed the results of human longevity genetics It is described in details the fundamental mechanisms which influenced pleiotropically on aging speed — replicative and stress-induced cell senescence, genome stability maintenance and apoptosis In extreme environment (starvation, heat shock, light cycle disturbances ionizing irradiation, and oxidative stress) occurs switching from reproduce on program to stress-tol erance. 11 has been exami ned basi c regul atory and effector pathways which underlies such stress-resistance. It has been offered thorough review of reproduction and agi ng i nteracti on.

The book may be recommended to readership, interested in aging and longevity problem^ geneticists, gerontologist^ geriatricians, ecologists and radiobiologists Bibl. 551. Il. 17. Tabl. 9.

В оформлении обложки использован фрагмент рисунка Б. Ермолаева (1977 г.) © А. А. Москалев, 2008

© Институт биологии КомиНЦУрО РАН, 2008 © Редакционно-издательское оформление.

Издательство «Наука», 2008

ISBN 978-5-02-026314-7

ВВЕДЕНИЕ

Nascimur uno modo, multis morimu1 Lusi us Cestius Pius

Согласно классическому определению, старение — многопричинный разрушительный процесс, вызываемый комплексом регуляторных и стохастических факторов и определяемый генетически детерминированной биологической организацией живой системы (Фролькис, 1992).

Анализ изменения функций при старении (плодовитости, подвижности, памяти) демонстрирует, что различные органы и ткани подвергаются возрастзависимым нарушениям с разной скоростью (Helfand, Inouye; 2002; Girardot et al., 2006). Кроме того, длительность жизни варьирует от особи к особи, что, по-видимому, обусловлено внешними и стохастическими причинами. Даже генетически сходные или идентичные особи могут иметь различные траектории продолжительности жизни (например, рабочие особи и матки общественных насекомых). Различия в долгожительстве между разными видами составляют несколько порядков: 106 — между всеми таксонами (от дрожжей до сосны долговечной) и

102 — внутри одного класса (от бурозубок до гренландского кита, от почвенных нематод до паразитических) (Finch, 1998; Miller, 2001). Возрастные изменения могут различаться по скорости: быть медленными (у некоторых губок, деревьев, глубоководных рыб, черепах), постепенными (у человека) или внезапными (у лососей). Существуют также практически нестареющие виды и виды с «отрицательным старением» — когда плодовитость и размеры с возрастом увеличиваются (Finch, 1998; Vaupel et al., 2004). При этом возникают вопросы: есть ли в природе место для генетической обусловленности продолжительности жизни на фоне тако-

го разнообразия вариантов старения? Что является основным субстратом старения и возможно ли его замедление?

До середины 90-х годов XX века считалось, что мы знаем ответы: в геронтологии доминировала концепция износа, пассивного снижения функционирования с возрастом (гипотеза «катастрофы ошибок», свободнорадикальная теория, гипотеза соматического мутагенеза). Кроме того, основные эволюционные теории старения подразумевали, что «гены старения» не могут возникнуть в естественных условиях, когда до старости доживают единицы и их генетический вклад в популяцию минимален.