Орієнтація на цей білок може допомогти боротися зі старінням
Вчені виявили невідомий генетичний механізм метаболізму клітин, який із старінням стає все більш дисфункціональним.
Дослідники з Політехнічного університету в Лозанні (EPFL) у Швейцарії припускають, що їхні результати можуть призвести до нових цілей для лікування боротьби зі старінням та віковими станами.
Їх відкриття стосується білка, який змінює функцію мітохондрій, які є крихітними енергетичними одиницями всередині клітин, які дають їм свою енергію.
Команда EPFL виявила, що в мозковій та м'язовій тканинах старих тварин був високий рівень білка, який називається членом родини, що зв'язує РНК pumilio (PUM2).
Навчальна робота в журналі Молекулярна клітина описує, як старіння індукує більш високі рівні PUM2, що, в свою чергу, знижує рівень іншого білка, який називається фактором ділення мітохондрій (MFF).
MFF допомагає клітинам розбивати великі мітохондрії на менші одиниці та очищати їх. Зразки тканин у вікових тварин також мали нижчий рівень MFF.
Дослідники припускають, що з віком тварини шлях PUM2 / MFF стає дедалі більше нерегульованим.
Коли рівні PUM2 зростають, вони знижують рівні MFF. Результат полягає в тому, що клітини стають дедалі більш нездатними розщеплюватися і очищати менші мітохондрії. З часом клітини і тканини накопичують все більше і більше великих, нездорових мітохондрій.
РНК-зв’язуючі білки та старіння
PUM2 - це РНК-зв’язуючий білок. Ці молекули змінюють експресію генів, зв'язуючись з молекулами РНК (мРНК), що несуть код ДНК для обробки клітин.
В недавньому дослідженні команда виявила, що коли PUM2 зв'язується з молекулами мРНК, які несуть код ДНК для MFF, він блокує здатність клітин виробляти білок MFF з цих молекул мРНК.
Більшість досліджень молекул, що впливають на старіння клітин і тканин, сфокусовані на транскрипції генів у мРНК. Однак це лише перший крок у складному процесі передачі інформації, що міститься в генах, у роботу клітин.
Дослідники EPFL виявили шлях PUM2 / MFF, коли вирішили дослідити етап, який відбувається після транскрипції генів.
Коли вони проводили скринінг клітин тварин для виявлення РНК-зв’язуючих білків, які змінювались з віком, вони виявили, що рівень PUM2 особливо підвищений у літніх тварин.
PUM2 зв'язується лише з молекулами мРНК, які мають ділянки, які він розпізнає. Коли він приєднується до мРНК, він зупиняє трансляцію коду у відповідний білок.
Використовуючи підхід «системної генетики», команда виявила раніше невідому мРНК, з якою зв’язується PUM2. Це була мРНК, яка несе код для клітин для створення MFF.
Редагування генів змінило вікові ефекти
В іншій частині дослідження вчені продемонстрували, як можна змінити віковий вплив PUM2 на клітини та тканини.
Використовуючи технологію редагування генів CRISPR-Cas9, вони зменшили PUM2 у м’язах старих мишей, замовчуючи відповідний ген кодування.
Це призвело до підвищення рівня білка MFF, що завдяки посиленому розпаду та очищенню відходів покращило функцію мітохондрій у літніх мишей.
Команда також дослідила подібний механізм у аскариди Caenorhabditis elegans, яка є моделлю, яку вчені часто використовують для вивчення молекулярних шляхів.
У аскариди старіння індукує більш високий рівень РНК-зв’язуючого білка PUF-8. Дослідники виявили, що замовчування відповідного гена PUF-8 у старих глистів покращило функціонування їх мітохондрій та продовжило їхнє життя.
Інші дослідження пов'язують РНК-зв'язуючі білки з нервово-м'язовими дегенеративними захворюваннями. Вони також продемонстрували, що вони часто збираються в грудочки, які називаються патологічними гранулами.
Дослідники EPFL виявили, що PUM2 має подібну тенденцію зі старінням накопичуватися в частинки, які зв'язують і захоплюють мРНК MFF.
