Насочването към този протеин може да помогне за борба със стареенето
Учените са открили неизвестен генетичен механизъм на клетъчния метаболизъм, който става все по-дисфункционален със стареенето.
Изследователи от École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) в Швейцария предполагат, че техните открития могат да доведат до нови цели за лечение на борбата със стареенето и свързаните с възрастта състояния.
Тяхното откритие се отнася до протеин, който променя функцията на митохондриите, които са малките силови единици в клетките, които им дават енергията си.
Екипът на EPFL установи, че мозъчната и мускулната тъкан от възрастни животни имат високи нива на протеина, който се нарича член на семейството на свързващата се РУМИЛИО (PUM2)
Учебна статия в списанието Молекулярна клетка описва как стареенето индуцира по-високи нива на PUM2, което от своя страна намалява нивата на друг протеин, наречен митохондриален фактор на делене (MFF).
MFF помага на клетките да разбият големите митохондрии на по-малки единици и да ги изчистят. Пробите от тъкани от възрастните животни също имат по-ниски нива на MFF.
Изследователите предполагат, че с напредването на възрастта на животните пътят PUM2 / MFF става все по-нерегулиран.
С повишаването на нивата на PUM2 те намаляват нивата на MFF. Резултатът е, че клетките стават все по-неспособни да се разпаднат и да изчистят по-малките митохондрии. С течение на времето клетките и тъканите натрупват все по-големи, нездравословни митохондрии.
РНК-свързващи протеини и стареене
PUM2 е РНК-свързващ протеин. Тези молекули променят генната експресия чрез свързване с молекулите на РНК (mRNA), които носят ДНК код за обработка на клетките.
В скорошното проучване екипът откри, че когато PUM2 се свързва с иРНК молекули, които носят ДНК кода за MFF, той блокира способността на клетките да произвеждат MFF протеин от тези иРНК молекули.
Повечето изследвания върху молекулите, които влияят на стареенето в клетките и тъканите, са насочени към генната транскрипция в иРНК. Това обаче е само първата стъпка в сложния процес на трансфер на информация, съхранявана в гените, в работата на клетките.
Изследователите на EPFL откриха пътя PUM2 / MFF, когато решиха да изследват стъпката, която настъпва след генната транскрипция.
Когато те проверяват животински клетки, за да идентифицират РНК-свързващи протеини, които се променят с възрастта, те откриват, че PUM2 е особено повишен при по-възрастните животни.
PUM2 се свързва само с иРНК молекули, които имат места, които той разпознава. Когато се свързва с иРНК, спира транслацията на кода в съответния протеин.
Използвайки подход на „системна генетика“, екипът откри непозната досега иРНК, с която се свързва PUM2. Това беше иРНК, която носи кода за клетките да създават MFF.
Редактирането на гени обърна възрастовите ефекти
В друга част от проучването изследователите демонстрират как би било възможно да се обърне възрастовият ефект на PUM2 върху клетките и тъканите.
Използвайки технологията за редактиране на гени CRISPR-Cas9, те намаляват PUM2 в мускулите на стари мишки, като заглушават съответния кодиращ ген.
Това доведе до по-високи нива на MFF протеин, който - чрез повишено разпадане и изчистване на отпадъците - подобри митохондриалната функция при възрастните мишки.
Екипът също разследва подобен механизъм при аскаридите Caenorhabditis elegans, който е модел, който учените често използват за изследване на молекулярни пътища.
При аскаридите стареенето предизвиква по-високи нива на РНК-свързващия протеин PUF-8. Изследователите установяват, че заглушаването на съответния ген за PUF-8 при по-възрастни червеи подобрява функционирането на техните митохондрии и удължава живота им.
Други проучвания свързват РНК-свързващи протеини с нервно-мускулни дегенеративни заболявания. Те също така демонстрираха, че често се събират на бучки, наречени патологични гранули.
Изследователите на EPFL установиха, че PUM2 има подобна тенденция, при стареене, да се натрупва в частици, които свързват и улавят иРНК на MFF.
