Нажмите "Enter", чтобы перейти к контенту

Ориентация этого белка может помочь бороться со старением

Ученые обнаружили неизвестный генетический механизм клеточного метаболизма, который становится все более дисфункциональным со старением.

старшая пара в лесу


Можно ли бороться со старением?

Исследователи из Политехнической школы Лозанны (EPFL) в Швейцарии предполагают, что их результаты могут привести к новым целям лечения для борьбы со старением и возрастными условиями.

Их открытие касается белка, который изменяет функцию митохондрий, которые представляют собой крошечные энергетические единицы внутри клеток, которые дают им свою энергию.

Команда EPFL обнаружила, что мозг и мышечная ткань пожилых животных содержат высокий уровень белка, который называется членом семейства связывающих РНК pumilio 2 (PUM2).

В исследовании в журнале Molecular Cell описывается, как старение вызывает повышение уровня PUM2, что, в свою очередь, снижает уровни другого белка, называемого фактором деления митохондрий (MFF).

MFF помогает клеткам разбивать большие митохондрии на более мелкие и очищать их. Образцы тканей от старых животных также имели более низкие уровни MFF.

Исследователи предполагают, что с возрастом животных путь PUM2/MFF становится все более и более нерегулируемым.

По мере повышения уровня PUM2 они снижают уровень MFF. В результате клетки становятся все более неспособными разрушаться и расчищать более мелкие митохондрии. С течением времени клетки и ткани накапливают все более крупные, нездоровые митохондрии.

РНК-связывающие белки и старение

PUM2 является РНК-связывающим белком. Эти молекулы изменяют экспрессию генов, связываясь с молекулами РНК (мРНК), которые несут код ДНК для обработки клетками.

В недавнем исследовании команда обнаружила, что когда PUM2 связывается с молекулами мРНК, которые несут код ДНК для MFF, он блокирует способность клеток вырабатывать белок MFF из этих молекул мРНК.

Большинство исследований молекул, которые влияют на старение в клетках и тканях, направлены на транскрипцию генов в мРНК. Однако это только первый шаг в сложном процессе передачи информации, содержащейся в генах, в работу клеток.

Исследователи EPFL обнаружили путь PUM2/MFF, когда решили исследовать этап, который происходит после транскрипции гена.

Когда они провели скрининг клеток животных на предмет выявления РНК-связывающих белков, которые менялись с возрастом, они обнаружили, что PUM2 был особенно повышен у пожилых животных.

PUM2 связывается только с молекулами мРНК, у которых есть сайты, которые он распознает. Когда он присоединяется к мРНК, он останавливает трансляцию кода в соответствующий белок.

Используя подход «системной генетики», команда обнаружила ранее неизвестную мРНК, с которой связывается PUM2. Это была мРНК, которая несет код для клеток, чтобы сделать MFF.

Редактирование генов обратило возрастные эффекты

В другой части исследования ученые продемонстрировали, как можно обратить вспять возрастное влияние PUM2 на клетки и ткани.

Используя технологию редактирования генов CRISPR-Cas9, они сократили PUM2 в мышцах старых мышей, заставив замолчать соответствующий кодирующий ген.

Это привело к повышению уровня белка MFF, что — благодаря усилению распада и очистке — улучшило функцию митохондрий у старых мышей.

Команда также исследовала подобный механизм у круглого червя Caenorhabditis elegans, который является моделью, которую ученые часто используют для изучения молекулярных путей.

У круглого червя старение вызывает более высокие уровни РНК-связывающего белка PUF-8. Исследователи обнаружили, что глушение соответствующего гена PUF-8 у старых червей улучшило функционирование их митохондрий и продлило их продолжительность жизни.

Другие исследования связывают РНК-связывающие белки с нервно-мышечными дегенеративными заболеваниями. Они также продемонстрировали, что они часто собираются в комки, называемые патологическими гранулами.

Исследователи EPFL обнаружили, что PUM2 имеет сходную тенденцию с возрастом слипаться в частицы, которые связывают и захватывают мРНК MFF.