Чи може націлювання на цей фермент уповільнити старіння та пов’язані із цим захворювання?
Дослідження ферменту, який зупиняє ділення клітин, може бути плідним напрямком для досліджень, як уповільнити старіння та лікувати захворювання, пов’язані зі старінням.
До такого висновку прийшли дослідники з університету Кобе в Японії після вивчення ферменту D-амінокислотної оксидази (DAO) та його ролі в клітинах.
DAO метаболізує D-амінокислоти, які, на відміну від своїх двоюрідних кузенів L-амінокислот, мають лише незначну присутність у біології ссавців.
З цієї причини до недавнього дослідження вчені мало знали про вплив DAO на організм.
Нова знахідка виявляє, що в процесі метаболізму D-амінокислот DAO виробляє активні форми кисню (АФК), які є групою нестабільних молекул, що викликають стрес клітин.
Такі стресові фактори, як пошкодження ДНК та АФК, спонукають клітини до старіння - незворотного стану, в якому вони більше не можуть розмножуватися.
Ця знахідка розкриває молекулярний механізм, якого не було в попередніх дослідженнях, які пов’язували АФК із старінням та старінням клітин.
АФК та старіння клітин
АФК є важливими гравцями в біології старіння та багатьох захворювань, які, як правило, зростають із настанням віку, таких як хвороба Паркінсона, Альцгеймера, діабет та багато видів раку.
Недавнє дослідження сприяє зростанню розуміння ролі старечих клітин у цих стосунках.
Вступ до незворотного стану, в якому він більше не може ділитися і розмножуватися, не обов'язково зменшує здатність клітини до змін і впливу.
Ранні дослідження показали, що основний вплив старіння клітин на біологію людини передбачав захист від раку. Примушені до старіння, клітини з пошкодженою ДНК не можуть розмножуватися і давати початок пухлинам.
Однак з тих пір дослідження показали, що старі клітини беруть активну участь у відновленні тканин, загоєнні ран, розвитку ембріона та старінні.
Основна увага в продовженні досліджень зосереджена на різних стресових факторах, які можуть спровокувати клітини до незворотного стану.
Крім того, зростає кількість знань про те, як пов’язані зі старінням біологічні зміни та захворювання пов’язані з АФК та старінням.
Поглиблення ролі DAO
У попередній роботі дослідники Університету Кобе виявили, що старіння запускає молекулу супресора пухлини p53 і що це активує ген DAO.
Однак це "дослідження не повністю вивчило прямий зв'язок між DAO та старінням", зазначають вони.
У своєму недавньому дослідженні дослідники спонукали ракові клітини до старіння, піддаючи їх низькому рівню "протипухлинного препарату, який викликає розриви дволанцюжкової ДНК".
Однак вони виявили, що зменшення активності DAO або за допомогою наркотиків, або за допомогою приглушення його гена зменшує старіння та вироблення АФК.
В іншому експерименті вони використали мутанта DAO, який зупинив його поведінку як фермент. Однак ця версія DAO ні виробляла АФК, ні сприяла старінню.
Команда припускає, що це доводить, що саме здатність DAO як ферменту утворювати АФК дозволяє йому сприяти старінню в клітинах.
У подальших експериментах вчені виявили інші шляхи, які допомагають DAO сприяти старінню, викликаному пошкодженням ДНК.
Ключовим фактором є ген-транспортер SLC52A1, який сприяє підвищенню рівня коферменту флавін-аденін-динуклеотиду (FAD).
DAO потребує постачання FAD, а SLC52A1 забезпечує це постачання, збільшуючи доступність вітаміну B-2, інгредієнта FAD.
Дослідники обережно ставляться до наслідків своїх висновків. АФК не завжди є поганими хлопцями: вони також можуть принести користь здоров’ю. Наприклад, низький рівень АФК може подовжити тривалість життя, і імунна система потребує їх для боротьби з інфекцією.
Можливо, саме надмірне виробництво АФК викликає проблеми та підказує баланс між стресом клітин, хворобами та старінням. У цьому відношенні дослідження визначає невідому раніше роль DAO.
Дослідники роблять висновок:
"Наші результати чітко показують нову функцію DAO як промотора старіння, спричиненого пошкодженням ДНК, що може дати нові уявлення про роль [D] -амінокислот у різних фізіологічних та патологічних процесах, включаючи старіння, рак та старіння".
