Российские ученые вместе с зарубежными коллегами выяснили, что ядерный белок сиртуин-6 является центральным регулятором активности клеточных «энергостанций» митохондрий в головном мозге. Он участвует в защите ДНК от повреждений, метаболизме жиров и глюкозы и во многих других важных процессах, без него нарушается энергоснабжение клетки. Результаты помогут разработать новые подходы к профилактике и лечению болезней Альцгеймера и Паркинсона. Работа опубликована в Cell Death and Disease, о ней рассказали в Российском научном фонде.
Ядерные белки «работают» в ядре клетки. Кроме того, в клетке существуют механизмы, отвечающие за «починку» ошибок, возникающих при копировании и работе ДНК. Старение сопровождается «износом» этих систем восстановления поврежденной ДНК. Как следствие, нарушается работа белков, управляющих жизнедеятельностью клетки. Очень критичным и наиболее заметным оказывается ухудшение функций ее «энергетических станций» — митохондрий: клетка, как телефон с севшей батарейкой, может лишь минимально поддерживать свою работоспособность или вовсе прекращает ее и умирает. Так происходит и при старении, и из-за дегенеративных патологий, например болезней Альцгеймера и Паркинсона, а значит, механизмы у этих состояний схожи.
Исследователи сосредоточились на изучении функции ядерного белка млекопитающих сиртуина-6, который может контролировать сворачивание и разворачивание ДНК, а значит, и активность генов. Он обеспечивает целостность наследственного материала и концевых участков хромосом — теломер (одна из гипотез старения как раз связана с их укорочением), — регулирует обмен веществ клетки, а еще играет важную роль в защите от болезней, связанных со старением и разрушением нейронов.
Результаты исследований на мышах показали, что недостаток сиртуина-6 приводит к патологическим изменениям. Так, оказались затронуты почти 3 000 генов, и особенно пострадали те, что связаны с митохондриями. Это подтвердилось и нарушениями в метаболизме последних. Дыхание клеток тоже стало менее эффективным. Авторы отметили прямую связь между недостатком сиртуина-6 и гибелью митохондрий — при снижении уровня белка на 20% примерно на столько же меньше стало этих органелл в клетках мозга мышей.
«Наши результаты наглядно демонстрируют, что снижение уровня сиртуина-6 в мозге пожилых может быть едва ли не основной причиной возрастных нейродегенеративных заболеваний. Теперь нам предстоит разобраться в деталях: почему так происходит. Сейчас мы пытаемся проверить гипотезу, что все может быть завязано на упаковку ДНК», — рассказывает руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, Екатерина Храмеева, кандидат биологических наук, старший преподаватель Сколтеха.
Российские ученые выяснили причину разрушения нервных клеток при деменции
Ученые смогли «омолодить» кроветворную систему мышей и замедлить старение
Установлено, что «ген долголетия» отматывает возраст сердца на десять лет назад