Не дай клетке состариться – контролируй качество белков!
Old Cells Work Differently: Molecular Control Of Protein Elimination In Old Cells Revealed
Перевод: Gerovital.Ru
Старые клетки работают иначе
Агглютинация и накопление белка в нервных клетках являются основными признаками возрастных нейродегенеративных заболеваний, например болезни Альцгеймера. Поэтому выживаемость клеток зависит от контролируемого удаления лишнего белка. Ученые из Университета Йоханнеса Гутенберга в Майнце (Johannes Gutenberg University Mainz) обнаружили, как именно в процессе старения определенные белки регулируют разрушение белка.
Каждый белок наших клеток имеет определенный срок жизни. По истечении этого периода или даже раньше (например, в ответ на вредное воздействие внешних факторов, таких, как окислительный стресс) белки уничтожаются посредством определенного процесса деградации белка. Количество белков, требующих ликвидации, может увеличиться в условиях продолжительного окислительного стресса, как это и происходит во время процесса старения или при нейродегенеративных заболеваниях.
Поврежденные белки, которые не могут быть обезврежены клеточными «заводами по очистке белков», как правило, накапливаются, угрожая, тем самым, жизни клетки. Нервные клетки особенно чувствительны к такому накоплению белка, и агглютинация белка в нервных клетках является характерным патологическим симптомом разнообразных возрастных нейродегенеративных заболеваний у людей, таких как, болезнь Альцгеймера и болезнь Паркинсона. Таким образом, для нормального существования клетки необходим эффективный контроль над качеством белка.
Давно известно, что при старении клетки изменяется именно этот механизм контроля качества, но лишь сейчас профессор Кристиан Бель (Christian Behl) и его коллеги из Института патологической химии при Университете Майнца (Institute of Pathobiochemistry of Mainz University) нашли тому неоспоримые доказательства. Они смогли точно определить белки, которые на молекулярном уровне регулируют оба потенциальных клеточных пути деградации белка – протеасомный и лизосомный. Ученым удалось показать, каким образом контрольная функция этих белков меняется во время старения клетки.
Опубликованные 19 февраля в журнале EMBO (Gamerdinger et al., Protein quality control during aging involves recruitment of the macroautophagy pathway by BAG3), эти открытия, основанные главным образом на докторском исследовании Мартина Гамердингера (Martin Gamerdinger), имеют огромное значение для понимания патогенеза возрастных нейродегенеративных заболеваний. «Обнаружить и изучить точные причины возрастных нейродегенеративных заболеваний типа болезни Альцгеймера, а также разработать соответствующее лечение мы сможем лишь после тщательного анализа молекулярных изменений, происходящих при старении нервной клетки. Болезнь Альцгеймера характерна в основном для людей пожилого возраста; она возникает и прогрессирует в старых нервных клетках», подчеркивает Кристиан Бель, подтверждая тем самым важность открытия Гармердингера.
В исследовании приняли также участие профессор Уве Вольфрум (Uwe Wolfrum) из Института зоологии (Institute of Zoology) Университета Иоганна Гутенберга в Майнце и профессор Ульрих Хартл (Ulrich Hartl) из Института биохимии Макса Планка в Мартинсриде близ Мюнхена (Max Planck Institute of Biochemistry in Martinsried near Munich). Они сосредоточили свое внимание на определении особой роли белков BAG1 и BAG3 при деградации белка при старении организма.
Ученые смогли доказать, что BAG1 и BAG3 регулируют соответственно протеасомные и лизосомные пути уничтожения белка. «Интересно, что в процессе старения клеток происходит переход от BAG1 к BAG3, и это активирует лизосомный путь разрушения белка – так называемый путь макроаутофагии», поясняет руководитель исследования Мартин Гамердингер. Свою работу он начал с изучения человеческих фибробластов, а затем полученные данные успешно переложил на нервные клетки. Значительно более мощный, BAG3-путь макроаутофагии становится преобладающим при старении мозга грызунов; ученые считают, что такого рода изменение может быть способом компенсации повышенной концентрации поврежденных белков в старых клетках.
Дисфункция этого молекулярного переключателя, по мере старения организма, может стать причиной неисправности клеточного «завода по очистке белков» и последующего накопления белков в нервных клетках, что происходит при нейродегенеративных заболеваниях человека. Более детально ученые планируют изучить это в ходе последующих исследований, когда будут использоваться специальные модели болезней.
Портал «Вечная молодость» www.vechnayamolodost.ru
16.03.2009