Генетика старения - The genetics of aging презентация

Содержание

The genetics of aging Генетика старения Вениамин Фишман, ИЦиГ СО РАН

Слайд 1Последняя лекция курса генетики развития
Вениамин Фишман, ИЦиГ СО РАН
Оплодотворение ? Перинатальное

развитие ? Рождение ? Постнатальное развитие

Слайд 2The genetics of aging Генетика старения
Вениамин Фишман, ИЦиГ СО РАН

Слайд 3Что значит «старение»?
Старение – изменения, наблюдающиеся в течении жизни организма (не

обязательно неблагоприятные)
В англоязычной литературе:
Aging – все изменения (нормальное старение)
Senescence - неблагоприятные (патологическое старение)

Слайд 4Биологические параметры:
Продолжительность репродуктивного периода
Маскулинизация
Эффективность иммунного ответа
Длина теломер
….
Продолжительность жизни

Слайд 5Существует ли программа старения?
Аргументы ЗА
Все стареют «похожим образом»
Такая программа нужна для

эволюции живых организмов
Продолжительность жизни разных видов организмов различаются

Слайд 7Существует ли программа старения?
Аргументы ЗА
Все стареют «похожим образом»
Такая программа нужна для

эволюции живых организмов
Скорости старения разных видов организмов различаются
У некоторых видов смерть явно запрограммирована

Слайд 8Существует ли программа старения?
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/14667377

Слайд 9Существует ли программа старения?
Аргументы ЗА
Все стареют «похожим образом»
Такая программа нужна для

эволюции живых организмов
Скорости старения разных видов организмов различаются
У некоторых видов смерть явно запрограммирована
Некоторые процессы, сопровождающие старение, явно генетически запрограммированы

Слайд 10Иммунологическая теория старения
Теории старения
http://dev.biologists.org/content/141/8/1627.full
http://www.biomedcentral.com/1471-213X/7/69
+

Слайд 11Иммунологическая теория старения
Теории старения
Почему происходит изменение экспрессии FoxN1 и деградация тимуса?

Слайд 12Нейроэндокринная теория старения
Теории старения

Слайд 13Существует ли программа старения?
Аргументы ЗА
Все стареют «похожим образом»
Такая программа нужна для

эволюции живых организмов
Скорости старения разных видов организмов различаются
У некоторых видов смерть явно запрограммирована
Мутации некоторых генов существенно продлевают жизнь

Слайд 14Генетические механизмы контроля старения
Insulin/IFG-1 pathway

Слайд 15Генетические механизмы контроля старения
Insulin/IGF-1 pathway
Genetics of lifespan in C. elegans: molecular diversity,

physiological complexity, mechanistic simplicity

Слайд 16Генетические механизмы контроля старения
Insulin/IGF-1 pathway

Слайд 17Генетические механизмы контроля старения
Tissue-Specific Activities of C. elegans DAF-16 in the Regulation of

Lifespan

Insulin/IGF-1 pathway

Слайд 18Evolution of the Insulin/IGFI signaling

Слайд 19Генетические механизмы контроля старения
Insulin/IGF-1 pathway


Эволюционная консервативность

Слайд 20Синдром Ларона – врожденная недостаточность гормона роста

Слайд 21Генетические механизмы контроля старения
Insulin/IGF-1 pathway


Гипотеза – путь Insulin/IGF-1 -сенсор питания
Проверка:

Слайд 22Генетические механизмы контроля старения
Insulin/IGF-1 pathway


Гипотеза – путь Insulin/IGF-1 -сенсор питания
Проверка:
Ограничение питания

увеличивает продолжительность жизни
Это увеличение продолжительности жизни зависит от пути Insulin/IGF-1
Наблюдается сходство в экспрессии генов Insulin/IGF-1 пути при ограничении питания

Слайд 23Генетические механизмы контроля старения
Insulin/IGF-1 pathway


Роль – сенсор питания
Signalling through RHEB-1 mediates

intermittent fasting-induced longevity in C. elegans

Слайд 24Генетические механизмы контроля старения
Insulin/IGF-1 pathway


Роль – сенсор питания

Long life
Нехватка питательных веществ
«Надо

переждать…»

Увеличение продолжительности жизни

Слайд 25Генетические механизмы контроля старения
Tor signaling


Роль – сенсор питания
(аминок-т)
Больше аминокислот
Больше продолжительность жизни
Больше

аминокислот

Меньше продолжительность жизни

?

Слайд 26Генетические механизмы контроля старения
Tor signaling


Роль – сенсор питания
(аминок-т)

Слайд 27http://jcs.biologists.org/content/117/23/5479.figures-only
Генетические механизмы контроля старения
AMP kinase cascade


Слайд 28Генетические механизмы контроля старения
AMP kinase cascade


http://www.jci.org/articles/view/22683/figure/2
AMP kinase overexpression
Extends/Decreases lifespan
?

Слайд 29Генетические механизмы контроля старения
AMP kinase cascade


http://www.jci.org/articles/view/22683/figure/2
AMP kinase overexpression
Extends lifespan

Слайд 30Генетические механизмы контроля старения

Слайд 31Существует ли программа старения?
Аргументы ЗА
Аргументы ПРОТИВ
Не найдены «часы» старения
Программа старения не

является адаптивной для индивидуумов

Все стареют «похожим образом»
Такая программа нужна для эволюции живых организмов
Скорости старения разных видов организмов различаются
У некоторых видов смерть явно запрограммирована
Мутации некоторых генов существенно продлевают жизнь

Слайд 32Детерминистические модели старения – есть ли «часы» биологического возраста?
http://genomebiology.com/2013/14/10/r115
Определение биологического возраста


по анализу метилирования 360 CpG островков

Слайд 33Существует ли программа старения?
Продолжительность
жизни
Случайное накопление ошибок
мутации ДНК,
неправильное свертывание/агрегация белков
Модификации липидов
Системы

поиска и устранения повреждений



Запрограммировано
в геноме

Слайд 34Повреждения
Репарация
VS
Disposable soma theory
(теория одноразового тела)

Слайд 35Старение
Генетические факторы
Факторы окружающей
среды

Слайд 36www.gapminder.org/world
Факторы окружающей среды

Слайд 37Факторы окружающей среды / Генетические факторы
Ожидаемая продолжительность жизни в различных странах

мира

Список по данным ООН (2005—2011)

Слайд 38Ожидаемая продолжительность жизни в РФ
Источник – РОССТАТ (http://www.gks.ru/dbscripts/cbsd/dbinet.cgi)
Факторы окружающей среды /

Генетические факторы

Слайд 39Генетические факторы
Максимум 35% вариабельности в общей смертности обусловлено генетическими факторами, тогда

как все остальные различия связаны с факторами окружающей среды.

Jeanne Calment, 122 года, 5 месяцев и 14 дней

в течение 95 лет  курила, бросив лишь в 117-летнем возрасте после операции
съедала около 1 кг шоколада в неделю и регулярно употребляла вино
«Жанна получила возможность не работать. В основном её жизнь вращалась вокруг тенниса, езды на велосипеде, плавания, катания на роликах, игры на фортепиано и посещения опер»

Среди 68 родственников Жанны многие прожили больше среднего, хотя лишь она достигла 100-летнего возраста
Брат Жанны Франсуа, который был старше её на 10 лет, так же, как и младшая сестра, оказался долгожителем. Брат умер в возрасте 97 лет

Слайд 40Влияет ли ограничение питания на продолжительность жизни людей?
Goto, 2006. Willcox, 2006

Слайд 41Мутации каких генов связаны с продолжительность жизни у людей?
1. Генетические факторы
Анисимов,

2008

Слайд 42Какие ещё факторы влияют на продолжительность жизни у людей?
1. Генетические факторы
Анисимов,

2008

Слайд 44Какие ещё факторы влияют на продолжительность жизни у людей?
2. Профессиональные риски

Слайд 45Какие ещё факторы влияют на продолжительность жизни у людей?
2. Профессиональные риски

Слайд 46Какие ещё факторы влияют на продолжительность жизни у людей?
3. Образ жизни

Слайд 47Эволюционные аспекты биологии продолжительности жизни
Проблема: увеличение продолжительности жизни не является адаптивным.
Вероятно,

выживаемость после размножения является косвенным результатом работы генов, адаптивный эффект которых был необходим в «юности»

Слайд 48Анисимов, 2008
Эволюционные аспекты биологии продолжительности жизни

Слайд 49Эволюционные аспекты биологии продолжительности жизни
Гены
Private
Public
Не оказывают роли в раннем возрасте, но

влияют на выживаемость в позднем
Примеры: мутации, ассоциируемые с наследственными формами Альцгеймера, болезни Хантингтона

Гены антагонистичной плейотропности
Примеры:
1. Накопление Ca2+ в костях ?накопление Ca2+ в артериях

http://www.plosbiology.org/article/info%3Adoi%2F10.1371%2Fjournal.pbio.1001533

Слайд 50Эволюционные аспекты биологии продолжительности жизни
Гены
Private
Public
Не оказывают роли в раннем возрасте, но

влияют на выживаемость в позднем
Примеры: мутации, ассоциируемые с наследственными формами Альцгеймера, болезни Хантингтона

Гены антагонистичной плейотропности
Примеры:
2. Ген p53 – апоптоз или рак?

Активность гена p53 в молодости ?
Снижение риска онкологии ?
Увеличение количества клеток сердечной мышцы и мозга ?
Увеличение риска инфарка и дегенеративных заболеваний цнс

Слайд 51Таким образом, с эволюционной точки зрения старение это плата за повышение

адаптивности в молодости

Эволюционные аспекты биологии продолжительности жизни

Гены

Private

Public

Слайд 52Эволюционные аспекты биологии продолжительности жизни
Ожидаемая продолжительность жизни в РФ
Источник – РОССТАТ

(http://www.gks.ru/dbscripts/cbsd/dbinet.cgi)

Слайд 53Эволюционные аспекты биологии продолжительности жизни

Слайд 54Есть ли у нас таблетка от старости?
Источник: публичная лекция А. Анисимова,

ИЦиГ, 2012

Слайд 55Есть ли у нас таблетка от старости?
Ожидаемое увеличение продолжительности жизни при

устранении одной из причин смертности

Слайд 56Есть ли у нас таблетка от старости?

Слайд 57Литература
На русском языке:
В. Н. Анисимов, «Молекулярные и физиологические механизмы старения»

В

зарубежной литературе:
David Germs – статьи и обзоры

Слайд 58Генетические факторы - более 90% сходства геномов
Hominin life history: reconstruction and

evolution, Shannen L Robson1 and Bernard Wood2

Слайд 59Противоречия существующих механизмов
Дыхание – хорошо или плохо?

Слайд 60Дыхание – хорошо или плохо?
Extension of Drosophila Life Span by RNAi of the

Mitochondrial Respiratory Chain

Показано для C. elegance, дрожжей, дрозофилы, мыши

Слайд 61Дыхание – хорошо или плохо?

Похожие презентации

Сердечно-сосудистая система. Насосная функция сердца 586
Классификации паразитов 384
Нанобиотехнологии прокариот. Экпрессия генов 490
Аттестационная работа. Элементы исследовательской работы, используемые при изучении дисциплины Биология 299
Гаметогенез – процесс образования половых клеток 512
Научные понятия. Объекты изучения разных биологических наук 316

Обратная связь

Если не удалось найти и скачать презентацию, Вы можете заказать его на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Что такое ThePresentation.ru?

Это сайт презентаций, докладов, проектов, шаблонов в формате PowerPoint. Мы помогаем школьникам, студентам, учителям, преподавателям хранить и обмениваться учебными материалами с другими пользователями.

Для правообладателей

Яндекс.Метрика