Микроорганизмы:

Стрептококк

News image

Стрептококк (лат. Streptococcus) — род шаровидных или овоидных аспорогенных грамположительных хемоорганотрофных факуль...

Водоросли прокариоты

News image

К прокариотам относятся не только простейшие бактерии, но и сине-зеленые водоросли, сегодня называемые цианобактериями, ...

Основы вирусологии:

Кл. Саркодовые

В этот класс включены обитатели морей, водоемов и почвы. Они относятся к примитивным простейшим, которых называют амеб...

Основные виды гельминтов, вызывающих заболевания у человека

Гельминтозы — заболевания, вызываемые поселившимися в организме человека паразитическими червями — гельминтами и их ли...

САНИТАРНАЯ МИКРОБИОЛОГИЯ. Санитарно-микробиологические исследования

Микроорганизмы, и в первую очередь бактерии, распространены в природе гораздо шире, чем другие живые существа. Благода...

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:

Худые и толстые

Исследования, проведенные в лаборатории Джефри Гордона (Школа медицины при Университете Вашингтона, Сент-Луис, Миссури...

Глубокоуважаемый микроб

Всего сто лет назад микробов, живущих в человеческом кишечнике, считали нахлебниками и вредителями. В последние годы ч...

Способ существования микроорганизмов в кишечной биопленке

На сегодня нет точного описания архитектуры микробного сообщества пристеночного слоя кишечника. Попытаемся предложить ...

Иммунитет:

Иммунитет

Общность всех защитных функций организма, позволяющих ему противостоять всем генетически чужеродным вирусам, бактериям, ...

Гамма-глобулины

В 1937 году благодаря появлению электрофоретических методов разделения белков биологи наконец-то обнаружили, с каким к...

Ослабленный иммунитет

Типичными симптомами, признаками ослабленного иммунитета являются: повышенная утомляемость, перепады настроения, слабо...