Контент статьи: Рибосомы — это настоящие "заводы перевода" внутри клетки, обеспечивающие синтез белка, который крайне важен для жизнедеятельности всех организмов. Эти микроскопические структуры, состоящие из рибонуклеиновой кислоты (РНК) и белков, необходимы для выживания и нормальной работы клетки, ведь производимые ими белки участвуют практически во всех клеточных процессах.
Производство рибосом начинается с синтеза предшественника рРНК ферментом РНК полимеразой I (Pol I). Ранее было установлено, что снижение активности Pol I связано с увеличением продолжительности жизни, однако точные механизмы этой связи оставались неясными.
Опубликованное в журнале Nature Communications исследование показывает, что снижение активности Pol I у нематоды Caenorhabditis elegans улучшает функцию митохондрий и стабилизирует метаболизм, что влечет за собой увеличение продолжительности жизни. Эти результаты также имеют значение для понимания процессов старения у человека.
Исследование объединило усилия научной группы Марии Ермолаевой по изучению стрессоустойчивости и гомеостаза в Институте старения Лейбниц — Институте Фрица Липманна (FLI) в Йене и группы Хольгера Бирхоффа, занимающейся изучением Pol I транскрипции и биогенезом рибосом и аффилированной с Университетом им. Фридриха Шиллера в Йене.
Биосинтез рРНК и биогенез рибосом потребляют до 60% энергии клетки. Исследователи подтвердили, что ингибирование Pol I способствует увеличению продолжительности жизни, улучшает метаболическое здоровье и снижает энергопотребление.
Интересно, что снижение активности Pol I не только создает избыток АТФ, который может использоваться системами клеточного контроля качества, но и стимулирует метаболическую перестройку, что снижает расход триглицеридов и митохондриальное дыхание. Это важно, поскольку митохондриальное дыхание является основным источником реактивных кислородных видов (РОС) и повреждения митохондрий в процессе старения, таким образом, снижение этой активности обладает антивозрастным эффектом.
Кроме того, увеличение активности Pol I у модифицированных генетически C. elegans способствовало ускоренному старению и преждевременной смерти, несмотря на начальные преимущества в физической форме. Эффект увеличения продолжительности жизни при снижении активности Pol I сохранялся и в позднем возрасте.
"Очень важно было обнаружить метод увеличения продолжительности жизни, эффективный в пожилом возрасте, - отмечает Мария Ермолаева. - Также было удивительно выявить воздействие, активно подавляющее метаболизм энергии, аналогично долгоживущим видам, таким как гренландский кит и голый землекоп".
Исследование включало эксперименты с клетками человека, что делает выводы актуальными и для понимания старения у людей. С учетом того, что старение является риском развития рака, связанного с увеличением биогенеза рибосом, умеренное снижение синтеза рРНК может способствовать не только улучшению метаболического здоровья, но и снижению риска рака.
Также исследование подчеркивает потенциальные риски чрезмерного потребления белков с пищей, способствующего стимуляции активности Pol I, что может ускорить процесс метаболического старения в долгосрочной перспективе, несмотря на краткосрочное улучшение физической формы.
Результаты исследования раскрывают новые пути для разработки терапий, нацеленных на продвижение здорового старения через регулирование активности Pol I.