Стволовые клетки костного мозга, кажется, бросают вызов старению благодаря одному особенному белку.
Старение неизбежно для большинства клеток в нашем теле, но стволовые клетки крови, известные как гемопоэтические стволовые клетки, явно идут вразрез с этим правилом. Они сохраняют способность к самовосстановлению почти всю жизнь и демонстрируют отложенные признаки старения, такие как повреждение ДНК или агрегация белков. "Стволовые клетки действительно замечательны своей долголетием," — говорит Андре Катич, исследователь из Baylor College of Medicine.
Гемопоэтические стволовые клетки (ГСК) — это клетки костного мозга, из которых образуются клетки крови всех типов: эритроциты, лейкоциты и тромбоциты. Благодаря своей способности к самовосстановлению, ГСК обеспечивают непрерывное обновление клеток крови на протяжении всей жизни организма.
Недавно команда Катича нашла новый ключевой элемент, который помогает ГСК поддерживать свою молодость. В ходе исследования, опубликованного в журнале Nature Cell Biology, они обнаружили, что эти клетки содержат много белка циклофилин A. Этот белок предотвращает быстрое старение клеток. Понимание механизмов, благодаря которым ГСК избегают износа и старения, может привести к революционным открытиям, начиная от механизмов старения клеток в частности и организма в целом и заканчивая причинами возникновения лейкимии.
Как белок циклофилин A помогает стволовым клеткам?
Одна из причин старения большинства клеток — неправильное сворачивание белков и их накопление. Это может приводить к болезням. В частности, болезнь Альцгеймера возникает из-за образования и накопления тау-белка в нейронах. Однако кровь — это не тот орган, который вызывает много проблем с возрастом. В отличие от печени или мозга, где могут развиваться возрастные заболевания, кровь, кажется, избегает подобных проблем. Но в чем именно кроется секрет клеток крови, было неизвестно. Андре Катич и его команда решили выяснить, что же особенного в клетках, ответственных за кроветворение.
Изучая клетки из костного мозга мышей, они обнаружили, что циклофилин A действует как шаперон — белок, помогающий другим белкам правильно сворачиваться. В частности, оказалось, что циклофилин A особенно активно участвует в первых этапах синтеза белков, помогая им формировать правильную структуру сразу при выходе из рибосомы.
Зачем белку быть «гибким»?
Циклофилин A также способствует синтезу белков с так называемыми "плавающими доменами" — участками, которые не имеют фиксированной структуры и могут адаптироваться к различным задачам. Эти гибкие белки могут взаимодействовать с множеством других молекул, объединяя РНК, ДНК и другие белки в сложные клеточные комплексы. Это делает их важными для множества базовых молекулярно-генетических процессов, таких как сплайсинг и трансляция.
Извините за обилие терминов. Предыдущий абзац — самый сложный во всё тексте; ничего страшного, если вы его поняли не до конца или не поняли вовсе.
По мнению Катича, эти гибкие белки играют важную роль в поддержании здоровья стволовых клеток, и поэтому циклофилин A, способствующий их синтезу, является ключевым фактором долголетия стволовых клеток.
Исследования показали, что стареющие стволовые клетки содержат меньше циклофилина A, и его удаление у молодых клеток ускоряет их старение. Напротив, возвращение циклофилина A в старые клетки омолаживало их и улучшало их функции. Это говорит о важной роли этого белка в сохранении молодости стволовых клеток.
«Никто раньше не исследовал, как такие сложные структуры белков могут организовываться после их синтеза, — отмечает Хартмут Гайгер, биолог из Университета Ульма, который не участвовал в исследовании. — Это очень сложная задача — сделать так, чтобы новообразованный белок правильно сворачивался и функционировал». Именно такие сложности и делает решаемыми циклофилин A и таким образом помогает стволовым клеткам костного мозга оставаться вечно молодыми.
***
Возможно, понимание механизмов "нестарения" стволовых клеток крови позволит в дальнейшем найти способ активировать этот механизм и в других клетках. В случае успеха учёные будут смотреть, как это сказывается на органах и организме в целом. Сначала будут эксперименты на животных. А если повезёт, то это может привести к разработке препарата вечной молодости. Поживем-увидим!
Подписывайтесь на "Здоровье в фокусе", чтобы узнавать больше о том, как устроено наше тело на самых разных уровнях и как сохранить его в хорошем состоянии до глубокой старости. Своими рецептами "нестарения" делитесь в комментариях!