Ar galima nukreipti šį fermentą į lėtą senėjimą ir susijusias ligas?
Fermento, kuris sustabdo ląstelių dalijimąsi, tyrimas gali būti naudingas būdas tyrimams, kaip sulėtinti senėjimą ir gydyti su senėjimu susijusias ligas.
Tokią išvadą padarė mokslininkai Kobės universitete Japonijoje, ištyrę fermentą D-amino rūgščių oksidazę (DAO) ir jo vaidmenį ląstelėse.
DAO metabolizuoja D-amino rūgštis, kurios, skirtingai nuo veidrodinio pusbrolio L-amino rūgščių, žinduolių biologijoje yra tik nedaug.
Dėl šios priežasties iki naujausio tyrimo mokslininkai mažai žinojo apie DAO poveikį organizmui.
Nauja išvada atskleidžia, kad metabolizuojant D-amino rūgštis, DAO gamina reaktyvias deguonies rūšis (ROS), kurios yra nestabilių molekulių grupė, sukelianti ląstelių stresą.
Tokie stresoriai, kaip DNR pažeidimai ir ROS, skatina ląsteles senėti - negrįžtama būsena, kurioje jos nebegali daugintis.
Rezultatas atskleidžia molekulinį mechanizmą, kurio nebuvo ankstesniuose tyrimuose, kurie susiejo ROS su ląstelių senėjimu ir senėjimu.
ROS ir ląstelių senėjimas
ROS yra svarbūs senėjimo biologijos dalyviai ir daugybė ligų, kurių amžius didėja, pavyzdžiui, Parkinsono, Alzheimerio, diabeto ir daugelio vėžio rūšių.
Neseniai atliktas tyrimas papildo senėjančių ląstelių vaidmenį šiame santykyje.
Patekimas į negrįžtamą būseną, kurioje jis nebegali dalytis ir daugintis, nebūtinai sumažina ląstelės gebėjimą keistis ir paveikti.
Ankstyvieji tyrimai parodė, kad pagrindinis ląstelių senėjimo poveikis žmogaus biologijai susijęs su apsauga nuo vėžio. Apsiribojus senyva būsena, ląstelės su pažeista DNR negali daugintis ir sukelti navikus.
Tačiau nuo to laiko tyrimai atskleidė, kad senstančios ląstelės aktyviai remontuoja audinius, gydo žaizdas, vystosi embrionai ir sensta.
Didžiausias dėmesys tęstiniuose tyrimuose skiriamas įvairiems stresoriams, kurie gali paskatinti ląsteles patekti į negrįžtamą būseną.
Be to, vis daugiau žinių apie tai, kaip su senėjimu susiję biologiniai pokyčiai ir ligos apima ROS ir senėjimą.
Pasinerti į DAO vaidmenį
Ankstesniame darbe Kobės universiteto mokslininkai atrado, kad senėjimas sukelia naviko slopinimo molekulę p53 ir kad tai suaktyvina DAO geną.
Tačiau tame „tyrime nebuvo iki galo ištirtas tiesioginis DAO ir senėjimo ryšys“, - pažymi jie.
Atlikdami naujausią tyrimą, mokslininkai privertė vėžines ląsteles senėti, veikdami jose mažai „priešvėžinių vaistų, sukeliančių DNR dvigubos grandinės pertraukas“.
Tačiau jie nustatė, kad sumažinus DAO aktyvumą vaistais arba nutildant jos geną, sumažėjo senėjimas ir ROS gamyba.
Kito eksperimento metu jie panaudojo DAO mutantą, kuris sustabdė jo elgesį kaip fermentas. Tačiau ši DAO versija nei gamino ROS, nei skatino senėjimą.
Komanda teigia, kad tai įrodo, jog būtent DAO, kaip fermento, gebėjimas gaminti ROS leidžia skatinti senėjimą ląstelėse.
Tolesni eksperimentai mokslininkai atrado kitus kelius, kurie padeda DAO skatinti senėjimą, kurį sukelia DNR pažeidimai.
Pagrindinis veiksnys yra transporterio genas SLC52A1, kuris padeda padidinti kofermento flavino adenino dinukleotido (FAD) kiekį.
DAO reikia FAD tiekimo, o SLC52A1 užtikrina šį tiekimą, padidindamas vitamino B-2, FAD ingrediento, prieinamumą.
Tyrėjai atsargiai vertina savo išvadų padarinius. ROS ne visada yra blogi vaikinai: jie taip pat gali būti naudingi sveikatai. Pavyzdžiui, dėl mažo ROS kiekio gali pailgėti gyvenimo trukmė, o imuninei sistemai jų reikia kovai su infekcija.
Galbūt tai yra per didelė ROS gamyba, sukelianti problemų ir padedanti išlaikyti pusiausvyrą link ląstelių streso, ligų ir senėjimo. Šiuo atžvilgiu tyrimas nustato anksčiau nežinomą DAO vaidmenį.
Tyrėjai daro išvadą:
"Mūsų rezultatai aiškiai parodo naują DAO, kaip DNR pažeidimų sukelto senėjimo, skatintojo funkciją, kuri gali suteikti naujų įžvalgų apie [D] amino rūgščių vaidmenį įvairiuose fiziologiniuose ir patologiniuose procesuose, įskaitant senėjimą, vėžį ir senėjimą."
