Nukreipimas į šį baltymą gali padėti kovoti su senėjimu
Mokslininkai atrado nežinomą genetinį ląstelių metabolizmo mechanizmą, kuris senstant tampa vis neveiksmingesnis.
Šveicarijos „École Polytechnique Fédérale de Lausanne“ (EPFL) tyrėjai teigia, kad jų išvados gali padėti nustatyti naujus gydymo tikslus kovojant su senėjimu ir su amžiumi susijusiomis sąlygomis.
Jų atradimas susijęs su baltymu, keičiančiu mitochondrijų - mažų ląstelių viduje esančių energijos vienetų - funkciją, kurie suteikia jiems energijos.
EPFL komanda nustatė, kad senų gyvūnų smegenų ir raumenų audiniuose buvo didelis baltymų kiekis, kuris vadinamas pumilio RNR surišančiu šeimos nariu 2 (PUM2).
Tyrimo darbas žurnale Molekulinė ląstelė aprašoma, kaip senėjimas sukelia didesnį PUM2 kiekį, o tai savo ruožtu sumažina kito baltymo, vadinamo mitochondrijų dalijimosi faktoriumi (MFF), kiekį.
MFF padeda ląstelėms suskaidyti dideles mitochondrijas į mažesnius vienetus ir juos išvalyti. Senyvų gyvūnų audinių mėginiuose taip pat buvo mažesnis MFF lygis.
Tyrėjai teigia, kad senstant gyvūnams PUM2 / MFF kelias tampa vis labiau reguliuojamas.
Kylant PUM2 lygiui, jie mažina DFP lygį. Rezultatas yra tas, kad ląstelės vis labiau nesugeba suskaidyti ir išvalyti mažesnių mitochondrijų. Laikui bėgant, ląstelės ir audiniai kaupia vis daugiau didelių, nesveikų mitochondrijų.
RNR rišantys baltymai ir senėjimas
PUM2 yra RNR jungiantis baltymas. Šios molekulės keičia genų ekspresiją, prisijungdamos prie pasiuntinių RNR (mRNR) molekulių, turinčių DNR kodą ląstelėms apdoroti.
Naujausiame tyrime komanda atrado, kad kai PUM2 prisijungia prie MRN molekulių, turinčių MFF DNR kodą, jis blokuoja ląstelių galimybę pagaminti MFF baltymą iš tų mRNR molekulių.
Dauguma molekulių, turinčių įtakos senėjimui ląstelėse ir audiniuose, tyrimų dažniausiai sutelkiami į genų transkripciją į iRNR. Tačiau tai tik pirmas žingsnis sudėtingame genuose esančios informacijos perkėlimo į ląstelių darbą procese.
EPFL tyrėjai atrado PUM2 / MFF kelią, kai nusprendė ištirti po genų transkripcijos vykstantį žingsnį.
Patikrinę gyvūnų ląsteles, norėdami nustatyti su amžiumi besikeičiančius RNR rišančius baltymus, jie nustatė, kad PUM2 ypač padidėjo vyresnio amžiaus gyvūnams.
PUM2 jungiasi tik su MRN molekulėmis, turinčiomis vietas, kurias jis atpažįsta. Kai jis prisijungia prie mRNR, jis sustabdo kodo vertimą į atitinkamą baltymą.
Taikydama „sistemų genetikos“ metodą, komanda atrado anksčiau nežinomą MRNR, prie kurios jungiasi PUM2. Tai buvo mRNR, perduodanti ląstelių kodą MFF gamybai.
Genų redagavimas pakeitė su amžiumi susijusį poveikį
Kitoje tyrimo dalyje mokslininkai pademonstravo, kaip būtų įmanoma pakeisti su amžiumi susijusį PUM2 poveikį ląstelėms ir audiniams.
Naudodami CRISPR-Cas9 genų redagavimo technologiją, jie sumažino PUM2 senų pelių raumenyse, nutildydami atitinkamą koduojantį geną.
Tai lėmė didesnį DFP baltymų kiekį, kuris padidėjusiam skaidymui ir atliekų šalinimui pagerino senstančių pelių mitochondrijų funkciją.
Komanda taip pat ištyrė panašų apvaliųjų kirmėlių mechanizmą Caenorhabditis elegans, kuris yra modelis, kurį mokslininkai dažnai naudoja tirdami molekulinius kelius.
Apvaliojoje kirmėlėje senėjimas sukelia didesnį RNR surišančio baltymo PUF-8 kiekį. Tyrėjai nustatė, kad nutildžius atitinkamą PUF-8 geną vyresniuose kirminuose, pagerėjo jų mitochondrijų veikimas ir pailgėjo jų gyvenimo trukmė.
Kiti tyrimai susiejo RNR jungiančius baltymus su nervų ir raumenų degeneracinėmis ligomis. Jie taip pat parodė, kad jie dažnai kaupiasi į gumulus, vadinamus patologinėmis granulėmis.
EPFL tyrėjai nustatė, kad senstant PUM2 turi panašų polinkį susikaupti į daleles, kurios suriša ir sugauna MFF MRNR.
