Хотите жить долго? Занимайтесь аутофагией, а не сексом!
Несмотря на активный поиск причин старения, молекулярные механизмы, лежащие в его основе, во многом неясны. Исследователи Научно-исследовательского медицинского института имени Сэнфорд-Бернхэма (Калифорния), работающие под руководством Малены Хансен (Malene Hansen) изучают эти механизмы на популярном модельном организме – круглом черве Caenorhabditis elegans.
Они установили, что продолжительность жизни этих червей формируется под действием двух внутриклеточных процессов: метаболизма липидов и аутофагии. Аутофагия – основной механизм, который клетка использует для утилизации износившихся и поврежденных компонентов, – в последние годы привлекла сильный интерес со стороны ученых. Оказалось, что этот механизм, а также его нарушения, вовлечен в развитие многих заболеваний человека, в том числе рака и болезни Альцгеймера.
В своей работе авторы использовали генетически модифицированных нематод, не имеющих клеток зародышевой линии (половых клеток), продолжительность жизни которых по не полностью понятным причинам превышает продолжительность жизни нормальных особей этого вида на 25%. Полученные результаты показали, что замедляющее старение влияние аутофагии обусловлено стимуляцией активности расщепляющего жиры фермента.
Несмотря на неспособность к размножению, у этих червей есть половые железы, которые продуцируют липиды, необходимые для развития яйцеклеток, в данном случае – не существующих. Результаты исследования показали, что, возможно, из-за нуждающегося в утилизации избыточного количества липидов для этих червей характерна аномально высокая активность процесса аутофагии.
Зеленая флуоресценция на снимке сигнализирует об интенсивности процессов аутофагии в клетках C.elegans
(здесь они во много раз увеличены: на самом деле длина этого червячка – около 1 мм).
Повышенную активность расщепляющего липиды фермента таких червей еще раньше связывали с увеличенной продолжительностью жизни, однако лежащие в основе этого феномена механизмы были неясны.
Исследователи установили, что активность аутофагии является необходимым условием поддержания высокого уровня активности фермента LIPL-4, которая, в свою очередь, необходима для запуска аутофагии.
В конечном итоге они связали оба события с важным регуляторным белком, активность которого снижена в изучаемой модели, – белком TOR (мишень рапамицина, от англ. Target of Rapamycin), – регистрирующим поступление питательных веществ в организм и вовлеченным в процессы метаболизма и старения многих видов.
По словам исследователей, по большому счету, вскрытая закономерность является «проблемой спроса и предложения». Обычно, если в организме червя появляется избыток липидов, он откладывается в виде жировых отложений.
В изучаемой долгоживущей модели имеет место активация на первый взгляд бессмысленного цикла расщепления и повторного синтеза липидов. Однако, как оказалось, расщепление липидов с помощью аутофагии придает этому циклу неожиданно глубокий смысл.
Исследователи считают, что полученные ими данные прольют свет на молекулярные механизмы развития возрастных болезней, таких как диабет, рак и нейродегенеративные заболевания. В ближайшем будущем они планируют продолжить работу, посвященную изучению взаимосвязи между аутофагией и ферментом LIPL-4, а также выяснению подробностей ее влияния на метаболизм жиров. Они также заинтересованы в выявлении возможного существования подобных механизмов у представителей других видов.
Статья Lapierre et al. Autophagy and Lipid Metabolism Coordinately Modulate Life Span in Germline-less C. elegans опубликована в предварительной on-line версии журнала Current Biology.
Евгения Рябцева
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru/ по материалам Sanford-Burnham Medical Research Institute: Recycling Fat Might Help Worms Live Longer.
20.09.2011