Naučnici su otkrili do sada nepoznati genetski mehanizam metabolizma ćelija koji postaje sve disfunkcionalniji sa starenjem.
Naučnici su otkrili do sada nepoznati genetski mehanizam metabolizma ćelija koji postaje sve disfunkcionalniji sa starenjem.
Istraživači na École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) u Švajcarskoj sugerišu da bi njihovi nalazi mogli dovesti do novih ciljeva u tretmanima za borbu protiv starenja i stanjima vezanih za starost.
Njihovo otkriće se odnosi na protein koji menja funkciju mitohondrija, koje predstavljaju male energetske jedinice unutar ćelija koje im daju svoju energiju.
EPFL tim je otkrio da mozak i mišićno tkivo starijih životinja imaju visok nivo proteina, koji se naziva pumilio RNK vezujući član porodice 2 (PUM2).
Studija u časopisu Molecular Cell opisuje da starenje uzrokuje veće nivoe PUM2, što, zauzvrat, redukuje nivoe drugog proteina koji se zove mitohondrijalni fizioni faktor (MFF).
MFF pomaže ćelijama da razbije velike mitohondrije u manje jedinice i očisti ih. Uzorci tkiva starijih životinja takođe su imali niže nivoe MFF-a.
Istraživači sugerišu da kako životinje stare, put PUM2 / MFF postaje sve više neregulisan.
Kako se nivoi PUM2 povećavaju, smanjuju nivoe MFF-a. Rezultat je da ćelije postaju sve više nesposobne da rastave i razreše manje mitohondrije. Kako vreme prolazi, ćelije i tkiva akumuliraju sve veće i nezdrave mitohondrije.
RNK-vezujući proteini i starenje
PUM2 je RNK-vezujući protein. Ovi molekuli menjaju ekspresiju gena vezivanjem za molekule RNK (mRNA) koje nose DNK kod ćelija za procesuiranje.
U nedavnoj studiji, tim je otkrio da kada se PUM2 veže za molekule mRNK koje nose DNK kod MFF-a, blokira sposobnost ćelija da stvori MFF protein iz tih molekula mRNK.
Većina istraživanja o molekulima koji utiču na starenje u ćelijama i tkivima imaju tendenciju da se fokusiraju na transkripciju gena u mRNK. Međutim, ovo je samo prvi korak u složenom procesu prenošenja informacija koje se čuvaju u genima vezne za rad ćelija.
Istraživači EPFL su otkrili put PUM2 / MFF kada su odlučili da istraže korak koji se dešava nakon transkripcije gena.
Kada su pregledali životinjske ćelije da identifikuju RNK-vezujuće proteine koji su se promenili sa godinama, otkrili su da je PUM2 posebno povišen kod starijih životinja.
PUM2 se vezuje samo za molekule mRNK koje imaju lokacije koje prepoznaje. Kada se veže za mRNK, zaustavlja translaciju koda u odgovarajući protein.
Koristeći pristup „sistemske genetike“, tim je otkrio ranije nepoznatu mRNK na koju se PUM2 veže. To je bila mRNK koja nosi kod za ćelije da naprave MFF.
Uređivanje gena preokrenulo je efekte povezane sa starenjem
U drugom delu istraživanja, istraživači su pokazali da je mogući da se obrnuti efekat PUM2 povezan sa starenjem na ćelije i tkiva.
Koristeći CRISPR-Cas9 tehnologiju za uređivanje gena, smanjili su PUM2 u mišićima starih miševa tako što su utišali odgovarajući gen za kodiranje.
To je dovelo do viših nivoa proteina MFF-a, koji su – kroz povećani raspad i čišćenje otpada – poboljšali mitohondrijsku funkciju kod starijih miševa.
Tim je takođe istraživao sličan mehanizam u okruglom crvu Caenorhabditis elegans , koji je model koji naučnici često koriste za proučavanje molekularnih puteva.
U okruglom crvu, starenje izaziva više nivoe RNK-vezujućeg proteina PUF-8. Istraživači su otkrili da utišavanje odgovarajućeg gena za PUF-8 kod starijih crva poboljšalo je funkcionisanje mitohondrija i produžilo njihov životni vek.
Druge studije su povezale RNK-vezujuće proteine sa neuromuskularnim degenerativnim bolestima. Oni su takođe pokazali da se često skupljaju u grudvice koje se nazivaju patološke granule.
Istraživači EPFL-a su otkrili da PUM2 ima sličnu tendenciju, sa starenjem, da se skupi u čestice koje vežu i hvataju MFF mRNK.