Эксперты МГУ имени М.В. Ломоносова суммировали последние научные достижения в малоизученной области. Исследователей интересовало, как особенности синтеза белка в клетке связаны со старением. Это позволило им сформулировать рецепты продления жизни, которые могут помочь человечеству в будущем.
Обзорная статья авторов опубликована в научном журнале Aging.
Каждая живая клетка содержит в себе тысячи различных белков. Белки являются одним из основных "строительных материалов" для организма и катализаторами самых разных жизненно необходимых клетке биохимических реакций.
Информация о том, как синтезировать тот или иной белок, хранится в ДНК. Однако при делении клеток время от времени возникают мутации. Такая "ошибка в инструкции" может привести к созданию бракованного белка, который не только не выполняет свои функции, но и мешает работе клетки.
Чем старше человек, тем больше делений прошли его клетки и тем больше ошибок накопилось в их ДНК. Поэтому количество дефектных белков с возрастом тоже увеличивается.
Является ли этот процесс один из механизмов старения? Как именно он приводит к превращению клетки в более "пожилую"? Можно ли замедлить или даже остановить это "накопление ошибок"? Это малоизученный вопрос.
Команда биологов из лаборатории системной биологии старения МГУ имени М.В. Ломоносова решила собрать все актуальные данные по этой теме и суммировать их в обзорной статье.
В мире ежедневно выходит огромное количество научных работ, так что в этом потоке легко пропустить нужные сведения. Учёные горько шутят, что иногда проще сделать открытие заново, чем найти информацию о нём. В такой ситуации обзоры или метаанализ не менее важны, чем оригинальные исследования.
Анализ множества научных публикаций по теме старения клетки привёл экспертов к выводу, что оно тесно связано с нарушениями трансляции. (Напомним, что трансляцией называется процесс синтеза белка по матрице из РНК, которая, в свою очередь, скопирована с ДНК). Однако механизмы этой взаимосвязи до сих пор не выяснены.
"Как показывают данные многочисленных исследований, собранных и проанализированных в обзоре, все стадии биосинтеза белка так или иначе изменяются с возрастом и влияют на продолжительность жизни разных организмов, – рассказывает старший научный сотрудник лаборатории регуляции синтеза белка НИИ ФХБ имени А.Н. Белозерского МГУ, один из руководителей исследования Сергей Дмитриев. – Кроме того, ряд внутриклеточных сигнальных путей, которые оказались задействованы в старении, регулируют именно биосинтез белка. Это и неудивительно, учитывая, что трансляция – один из главных метаболических процессов, протекающих в живой клетке. Активно функционирующие клетки тратят до 80% своей энергии именно на это".
Как клетка справляется с этой проблемой? Очевидно, если в твой дом потоком сыплется мусор, нужно делать две вещи. Во-первых, убрать то, то что уже накопилось, а во-вторых, попытаться остановить процесс, который приводит к загрязнению.
Проблемам утилизации белков ("уборке" внутри клетки) посвящено множество исследований последних лет. Похоже, что клетка пытается пойти и по второму пути, то есть уменьшить производство "белкового мусора" .
"Сейчас мы подозреваем, что стареющий и уже менее активный организм подавляет трансляцию, чтобы не перегружать свои "замусоренные" клетки новыми белками и экономить энергию. Однако замедлить синтез настолько, чтобы можно было не спеша "разобрать завалы" и остановить старение, у него не получается", – утверждает первый автор исследования, выпускница факультета биоинженерии и биоинформатики МГУ Александра Анисимова.
Можно ли помочь клетке в этой неравной борьбе со старостью? По-видимому, да.
Так, в ряде исследований было показано, что блокирование отдельных этапов трансляции или запускающих её внутриклеточных сигнальных путей продлевает жизнь самых разных организмов, от дрожжей до млекопитающих.
"Это даёт надежду, что когда-нибудь в недалёком будущем появятся модуляторы белкового синтеза, которые будут обладать нужной избирательностью и помогут человечеству без каких-либо побочных эффектов продлить активный и здоровый период жизни", – заключает Дмитриев.
К слову, ранее "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) писали о других факторах старения, например, гене, тормозящем деление клеток, а также о "допинге" для энергетических станций клеток, которые способны обернуть вспять процессы старения.
