Работая с плодовыми мушками, биологи активировали ген под названием AMPK, который является ключевым датчиком энергии в клетках; он активируется при низком уровне клеточной энергии.Увеличение количества AMPK в кишечнике плодовых мушек увеличивало их продолжительность жизни примерно на 30 процентов — примерно до восьми недель с обычных шести — и мухи также дольше оставались здоровыми.Исследование, опубликованное 4 сентября в журнале с открытым исходным кодом Cell Reports, может иметь важные последствия для замедления старения и болезней у людей, сказал Дэвид Уокер, доцент интегративной биологии и физиологии Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе и старший автор исследования.
«Мы показали, что когда мы активируем ген в кишечнике или нервной системе, мы видим, что процесс старения замедляется за пределами системы органов, в которой активируется ген», — сказал Уолкер.Уокер сказал, что результаты важны, потому что продление здоровой жизни людей, по-видимому, потребует защиты многих систем органов организма от разрушительного воздействия старения, но проведение антивозрастных препаратов для мозга или других ключевых органов может оказаться технически сложным.
Исследование предполагает, что активация AMPK в более доступном органе, таком как кишечник, например, может в конечном итоге замедлить процесс старения во всем теле, включая мозг.У людей есть AMPK, но он обычно не активируется на высоком уровне, сказал Уокер.«Вместо изучения болезней старения — болезни Паркинсона, болезни Альцгеймера, рака, инсульта, сердечно-сосудистых заболеваний, диабета — одно за другим, мы считаем, что можно вмешаться в процесс старения и отсрочить начало многих из них. болезней ", — сказал Уокер, член Института молекулярной биологии Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе. «Мы еще не достигли этого, и это, конечно, может занять много лет, но это наша цель, и мы считаем ее реалистичной.
«Конечная цель нашего исследования — способствовать здоровому старению людей».Плодовая муха, Drosophila melanogaster, является хорошей моделью для изучения старения людей, потому что ученые идентифицировали все гены плодовой мушки и знают, как включать и выключать отдельные гены.
В ходе исследования биологи изучили примерно 100 000 из них.Ведущий автор Мэтью Улгераит, который проводил исследование в лаборатории Уокера в качестве докторанта, сосредоточился на клеточном процессе, называемом аутофагией, который позволяет клеткам деградировать и отбрасывать старые, поврежденные клеточные компоненты.
Избавившись от этого «клеточного мусора» до того, как он повредит клетки, аутофагия защищает от старения, и ранее было показано, что AMPK активирует этот процесс.Ульгераит изучал, приводит ли активация AMPK у мух к аутофагии, происходящей с большей скоростью, чем обычно.«Действительно интересным открытием было то, что когда Мэтт активировал AMPK в нервной системе, он увидел доказательства повышенного уровня аутофагии не только в мозге, но и в кишечнике», — сказал Уокер, преподаватель колледжа UCLA. «И наоборот: активация AMPK в кишечнике вызывает повышенный уровень аутофагии в головном мозге — и, возможно, в других местах тоже».Уокер отметил, что многие нейродегенеративные заболевания, включая болезнь Альцгеймера и Паркинсона, связаны с накоплением белковых агрегатов, своего рода клеточного мусора.
«Мэтт вышел за рамки корреляции и установил причинно-следственную связь», — сказал он. «Он показал, что активация аутофагии необходима и достаточна, чтобы увидеть эффекты против старения; что он может обойти AMPK и напрямую воздействовать на аутофагию».Уокер сказал, что AMPK считается ключевой мишенью метформина, препарата, используемого для лечения диабета 2 типа, и что метформин активирует AMPK.Исследование финансировалось Национальным институтом старения при Национальном институте здравоохранения (гранты R01 AG037514 и R01 AG040288).
Ульгераит получил финансовую поддержку от Национальной исследовательской премии Рут Л. Киршштейн (GM07185) и стипендий Eureka and Hyde от отдела интегративной биологии и физиологии Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе.Соавторами исследования были Анил Рана, научный сотрудник лаборатории Уокера; Майкл Рера, бывший научный сотрудник Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе в лаборатории Уокера; и Жаклин Граниель, которая участвовала в исследовании как студентка UCLA.