Ученые из Калифорнийского университета исследовали белок под названием сестрин, который является естественным ингибитором старения и возрастных изменений у мух-дрозофил. Они также доказали, что этот белок (который имеется и у человека) необходим для регуляции метаболических процессов, связанных со старением организма.
Сестрин - это небольшой белок, который в больших количествах производится во время стрессов. Однако его основная функция оставалась непонятной до тех пор, пока группа ученых под руководством Майкла Кэрина, профессора фармакологии в лаборатории генетической регуляции и передачи сигналов Калифорнийского университета не обнаружила, что этот белок, с одной стороны, действует как активатор АМР-зависимой белковой киназы (AMPK), а с другой - как ингибитор так называемой мишени рапамицина (TOR). Эти два белка служат ключевыми компонентами сигнального пути, который осуществляет центральную регуляцию процессов старения и метаболизма у множества живых организмов, начиная от червей и насекомых и заканчивая млекопитающими.
АМРК активируется при ограничении калорий в пище (что замедляет процесс старения), в то время как TOR активируется при увеличении поступающих калорий, что, в свою очередь, ускоряет процессы старения. Также активация АМРК подавляет активность TOR, поэтому лекарственные препараты, которые смогут изменять активность этих белков, будут влиять на процессы старения у живых организмов. Однако до настоящего времени оставалось непонятным, как организм регулирует функции этих ферментов. К тому же белок сестрин кодируется тремя различными генами, что также затрудняло определение его точной физиологической функции в организме.
Поэтому ученые сосредоточили свои усилия на мухах-дрозофилах, у которых сестрин кодировался всего лишь одним геном. Им удалось заблокировать этот ген, что привело к угнетению функции АМРК и активации TOR. В результате у мух началось развитие заболеваний связанных с возрастом, таких как накопление триглицеридов, сердечные аритмии и мышечная дегенерация. Это соответствует ожирению, сердечной недостаточности и потере мышечной массы у человека в старости, отмечает профессор Кэрин.
Саркопения представляет собой мышечное заболевание, которое поражает большинство людей пожилого возраста, и проявляется в форме уменьшения их мышечной массы с возрастом. В настоящий момент для этой патологии не существует никакого действенного лекарственного средства.
Ученые также обнаружили, что введение лекарств, которые активировали АМРК и подавляли TOR, предотвращало старение сердца и мышечной ткани путем прерывания процесса так называемой аутофагии. В ходе этого биологического процесса клетки избавляются от старых и дефектных митохондрий (энергетических станций клетки). По мере старения митохондрии становятся источником опасных свободных радикалов, что приводит к клеточному повреждению. Выяснилось, что у мух с дефицитом сестрина происходило накопление дефектных митохондрий и свободных радикалов в клетках за несколько дней до развития дегенерации мышечной ткани. Также ученые обнаружили, что прием витамина Е останавливал этот опасный процесс.
В следующем исследовании коллектив ученых под руководством Кэрина планирует выяснить функцию сестрина у млекопитающих, а также его роль в возникновении старческих дегенеративных заболеваний.
- Возможно, в будущем мы сможем использовать эти свойства сестрина для предотвращения процессов старения тканей, а также для лечения некоторых заболеваний, связанных с возрастом, таких как саркопения и болезнь Альцгеймера, - заключает Кэрин.
Результаты исследования опубликованы в журнале "Наука" (Science) за 5 марта.
Медицинские учреждения
