Микроорганизмы:

Митохондрии прокариот

News image

Митохондрии – это источник энергии клеток. Митохондрии можно сравнить с «батарейками», которые расположены в цитоплазме ...

Классификация и морфология микроорганизмов

News image

Классификация – это закономерность, по которой распределяются микроорганизмы по группам, категориям, уровням, рингам и т...

Основы вирусологии:

Саннтарно-бактериологический контроль методом исследования смывов

  Отбор проб и доставка в лабораторию В практике текущего санитарного надзора за объектами общественного питания, торг...

Санитарно-микробиологическое исследование объектов окружающей среды в лечебно-профилактических учреж

Объектами исследования при проведении бактериологического контроля лечебно-профилактических учреждений являются: во...

Клещевой энцефалит

Переносчики — клещи Ixodes persulcatus и Ixodes ricinus. Резервуарами и переносчиками инфекции в природе являются и...

Авторизация





Белок, замедляющий старение

белок, замедляющий старение

Исследователи из Медицинской Школы при Калифорнийском Университете в Сан-Диего обнаружили, что белок под названием Сестрин (Sestrin) является естественным ингибитором процессов старения и патологий, связанных со старением. К сожалению, пока это доказано только для плодовой мушки дрозофилы, излюбленного модельного объекта биологов. Тем не менее, у человека также есть белки, аналогичные по своей структуре и биохимическим функциям Сестрину.

Работа была проведена под руководством Михаэля Карина (Michael Karin), профессора из лаборатории Генной Регуляции и Трансдукции Сигнала в Калифорнийском Университете, а ее результаты были опубликованы в мартовском номере авторитетного научного журнала Science.

Сестрины – высоко консервативные низкомолекулярные белки, продуцируемые в клетке в больших количествах в ответ на стресс. Это было известно о них и раньше, но до сегодняшнего дня было неясно, какую функцию они выполняют в клетках. Карин и его группа обнаружили, что Сестрины служат активаторами АМФ-зависимой протеин-киназы (фермента, активируемого аденозин-монофосфатом) AMPK, и ингибиторами белка TOR (Target of Rapamycin – белок, связываемый рапамицином). AMPK и TOR – две протеин-киназы, играющие ключевую роль в метаболических процессах и процессах клеточного старения у многих модельных объектов, включая нематоду Caenorhabditis elegans и плодовую мушку Drosophila melanogaster, а также у млекопитающих.

AMPK активируется в ответ на голодание клетки, которое, как известно, замедляет старение, в то время как TOR начинает работать в клетке в ответ на «переедание», которое, наоборот, ускоряет старение. Активация AMPK ингибирует TOR, а вещества, активирующие AMPK или ингибирующие TOR, могут замедлять старение у различных организмов, в том числе у млекопитающих (как это, например, было показано для рапамицина). Остается неизвестным, каким образом в организме поддерживается баланс активности этих двух протеин-киназ, благодаря чему не происходит преждевременного старения. У млекопитающих Сестрины кодируются сразу тремя разными генами, из-за чего до настоящего времени было крайне сложно определить их физиологические функции.

У плодовой мушки дрозофилы, чьи AMPK и TOR выполняют те же функции, что и у млекопитающих, в геноме присутствует только один ген Сестрина. Применив генноинженерный подход, один из авторов исследования Jun Hee Lee инактивировал этот ген и обнаружил, что, хотя у мух с дефицитом Сестрина и не наблюдалось никаких аномалий развития, у них происходило подавление активности AMPK и повышение активности TOR, в результате чего происходило ускорение старения и развития ассоциированных со старением патологий.

«Интересно, что патологии, вызванные дефицитом Сестрина, включали накопление в клетках триглицеридов, нарушение функционирования системы циркуляции гемолимфы (аналог кровеносной системы более высокоразвитых организмов) и дегенерацию мышц, обнаруживавшуюся у молодых мошек, - говорит Карин, - эти патологии удивительно похожи на те, что сопровождают старение у человека – накопление избыточного веса, сердечная недостаточность и дегенерация мышечной ткани».

В своих экспериментах исследователи показали, что дефицит Сестрина можно скорректировать, добавляя в пищу мошек вещества, активирующие AMPK либо ингибирующие TOR. Также было показано, что гиперактивация TOR приводит к ускорению разрушения мышечной ткани, нарушая процесс автофагии, который необходим для обновления внутриклеточных структур. В процессе автофагии главным образом обновляются митохондрии – органеллы, ответственные за энергетический обмен клетки. В особенности митохондрии важны для мышечных клеток, расходующих большое количество энергии. Когда митохондрии стареют, в нормальной клетке они должны разрушаться, освобождая место для новых. Стареющая митохондрия начинает производить свободные радикалы, которые, накапливаясь в высоких концентрациях, повреждают другие внутриклеточные структуры и разрушают ткани. У мошек с недостатком Сестрина незадолго до начала денегерации мышц в клетках обнаруживалось накопление «старых» митохондрий и свободных радикалов. Этот эффект можно было нивелировать, добавляя в пищу дрозофил витамин Е, антиоксидант, нейтрализующий свободные радикалы.

В дальнейшей работе ученые планируют оценить влияние Сестринов на метаболизм и старение у млекопитающих и выяснить, связаны ли мутации в генах этих белков с некоторыми патологиями, возникающими у людей преклонного возраста. «Возможно, в будущем мы сможем использовать аналоги Сестринов для предотвращения возрастного разрушения тканей и развития таких болезней, как саркопения и болезнь Альцгеймера», говорит профессор Карин.

Исследование было поддержано грантами Национальных Институтов Здоровья США (National Institutes of Health), Программой Поддержки Фундаментальных Исследований (Superfund Basic Research Program) и Американским Обществом борьбы с Раком (American Cancer Society).




Читайте:


Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

Микроорганизмы и человек:

Механизм работы препаратов

Как действуют химиотерапевтические средства? Наиболее вероятным выглядит предположение, что каждое из антибактериальны...

Микробного в нас больше, чем человеческого

Кроме изучения отдельных видов кишечной микрофлоры, в последние годы многие исследователи изучают бактериальный метаге...

Мойте руки перед едой… но не антибактериальным мылом! (полезные микроорганизмы)

Реклама различных дезинфицирующих средств постоянно пугает нас опасными бактериями, которых нужно уничтожать всеми воз...

Иммунитет:

Инструменты организма

Как работает вакцина? Какие изменения в организме проис­ходят после ее введения? Какова химическая природа иммунитета?...

Вакцинация бешенства

Самым выдающимся достижением Пастера стала по­беда над вирусным заболеванием, называемым водобоязнью, или бешенством (...

Опыты Беринга

В 1890 году немецкий военный врач Эмиль Адольф фон Беринг, работавший в лаборатории Коха, попробовал реализовать на пр...