Митохондриальный стресс помог затормозить старение

Митохондриальный стресс помог затормозить старение

Легкий стресс, снижающий эффективность работы митохондрий, может останавливать запрограммированные процессы старения организма. Это происходит за счет прекращения ингибирования синтеза белков теплового шока, которые регулируют стабильность белковых молекул в клетках, сообщают биологи из США и Великобритании в статье, опубликованной в Cell Reports.

Группа под руководством Ричарда Моримото (Richard Morimoto) из Северо-Западного университета экспериментировала с круглым червем Caenorhabditis elegans, модельным организмом, работа клеток которого во многом напоминает процессы в человеческом организме. Практически сразу после того, как черви становятся взрослыми, метастабильные белки в их клетках начинают образовывать сгустки, поскольку перестают работать механизмы, поддерживающие их форму и предотвращающие слипание. Это один из запрограммированных процессов старения. Если раньше считалось, что старение организма происходит исключительно за счет накопления неизбежных дефектов клеток с течением времени, то в последние годы стало понятно, что многие из процессов старения происходят запрограммированным путем, в том числе, за счет регуляции клеточной экспрессии.

Одним из важных факторов, регулирующих экспрессию генов, отвечающих за механизмы поддержания протеостаза (стабильности молекул белков), является белок теплового шока HSF-1. Между первым и вторым днем жизни на взрослой стадии C. elegans уровень этого белка существенно сокращается. Ученые провели сравнительный анализ работы генов C. elegans, выключая их по очереди с помощью РНК-интерференции и проверяя, насколько хорошо черви будут отвечать на тепловой шок. Выяснилось, что ингибирование HSF-1 связано с работой 11 генов — их выключение восстанавливало ответ на тепловой шок по крайней мере на 50 процентов. Один из генов, выполняющий те же функции, что и ген человеческой цитохром с-оксидазы электронно-транспортной цепи (ЭТЦ) митохондрий, восстанавливал этот ответ полностью.

Дальнейшие эксперименты показали, что различные способы не слишком существенного нарушения работы митохондрий могут усиливают реакцию на тепловой шок и повышают общую устойчивость клеток. Среди способов «раздражать» митохондрии ученые называют воздействие химических веществ, таких как ротенон и антимицин, а также влияние некоторых типов бактерий. Среди прочего, такой стресс поддерживал протеостаз, предотвращая накопление белковых сгустков в клетках. Это, в свою очередь, приводило к продлению жизни червей. Раньше было известно, что нарушение работы ЭТЦ может продлевать срок жизни организма, но это вызывало также ухудшение здоровья, снижение способности к размножению и сокращение численности потомства. Однако теперь исследователи выяснили, что низкий уровень стресса, воздействующий через митохондрии на экспрессию генов теплового шока, продлевал жизнь C. elegans, не вызывая подобных побочных эффектов.

В целом, ученые описывают сложную систему взаимодействия между протеостазом, работой митохондрий и белками теплового шока, воздействие на которую может приводить к снижению скорости процессов запрограмированного старения. В будущем они предполагают продолжить ее изучение.

Оставить комментарий

Вы можете использовать HTML тэги: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>