Понимание сути старения

Каждая ячейка состоит из разных отсеков. Один из них — эндоплазматический ретикулум (ЭР). Здесь белки, которые затем секретируются, например в кровоток, например, инсулин или антитела иммунной системы, созревают в окислительной среде. Тип контроля качества, так называемый окислительно-восстановительный гомеостаз, обеспечивает поддержание окислительной среды и образование дисульфидных мостиков.

Дисульфидные мостики образуют и стабилизируют трехмерную структуру белка и, таким образом, необходимы для правильного функционирования секреторных белков, например мигрирующие в кровь.Равновесие выброшено из равновесияУченые из Leibniz-Institut fur Molekulare Pharmakologie в Берлине впервые показали, что ER теряет свою окислительную способность в пожилом возрасте, что сдвигает восстановительное / окислительное равновесие — сокращенно окислительно-восстановительный — в этом отделе.

Это приводит к снижению способности образовывать дисульфидные мостики, которые так важны для правильного сворачивания белка. Как следствие, многие белки больше не могут созревать должным образом и становятся нестабильными.Хотя уже было известно, что усиление неправильного свертывания белков происходит с прогрессированием старения, не было известно, нарушается ли окислительно-восстановительное равновесие.

Точно так же не было известно, что потеря окислительной способности в ЭР также влияет на равновесие в другом отделе клетки: наоборот, а именно, цитозоль, восстанавливающий белок, в противном случае становится более окислительным во время старения, что приводит к известному окислительному белку. повреждение таких вызвано высвобождением свободных радикалов.«До сих пор было совершенно неясно, что происходит в эндоплазматическом ретикулуме в процессе старения.

Теперь нам удалось ответить на этот вопрос», — говорит доктор Джанин Кирстейн, первый автор исследования, опубликованного в EMBO Journal. *. В то же время ученые смогли показать, что существует сильная корреляция между гомеостазом белков и окислительно-восстановительным равновесием. «Это абсолютно новый факт, который помогает нам понять, почему секреторные белки становятся нестабильными и теряют свою функцию в пожилом возрасте и после стресса. Это может объяснить, почему иммунный ответ снижается по мере того, как мы стареем», — объясняет биолог.

Стресс имеет те же последствия, что и старениеИсследователи также продемонстрировали снижение окислительной среды ER после стресса. Когда они синтезировали фибриллы амилоидного белка в клетке, которые вызывают такие заболевания, как болезнь Альцгеймера, Паркинсона или Хантингтона, они запускают тот же каскад. Помимо этого, они смогли показать, что амилоиды, которые синтезируются в определенной ткани, также оказывают негативное влияние на окислительно-восстановительное равновесие в другой ткани того же организма. «Белковый стресс приводит к тем же эффектам, что и старение», — объясняет Кирстейн. «Таким образом, наши открытия интересны не только в отношении старения, но и в отношении нейродегенеративных заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера».

Для своих экспериментов группа исследователей использовала нематод — устоявшуюся модельную систему для исследования процессов старения на молекулярном уровне. Поскольку нематода прозрачна, исследователи смогли использовать датчики на основе флуоресценции для измерения окисления в отдельных клеточных компартментах. Таким образом, можно было точно проследить у живой нематоды, как изменяется окислительно-восстановительное состояние с возрастом.

Кроме того, влияние агрегации белков на окислительно-восстановительный гомеостаз было исследовано на культивируемых клетках человеческого происхождения. Данные полностью соответствовали данным по нематоде.

Использование результатов для выявления новых диагностических биомаркеров«Мы многое поняли, но также узнали, что старение намного сложнее, чем предполагалось ранее», — подчеркивает биолог Кирстейн. Таким образом, например, механизм трансдукции сигнала стресса сворачивания белка в окислительно-восстановительное равновесие — как внутри клетки из одного компартмента в другой, так и между двумя разными тканями — остается совершенно неясным.Тем не менее, исследования старения сделали большой шаг вперед благодаря открытиям, полученным в Берлине, особенно потому, что они обещают практическую пользу. Редокс-равновесие может служить основой для новых биомаркеров для диагностики как старения, так и нейродегенеративных процессов в будущем.

Джанин Кирстейн: «В настоящее время этот подход вряд ли будет полезен для терапевтических целей, но разработка диагностических инструментов, безусловно, возможна».


Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *