Connect with us

Znanost

Biotehnologija

Protein koji se pokazao kao prirodni inhibitor starenja na modelu voćne mušice

Znanstvenici u školi medicine na Kalifornijskom sveučilištu u San Diegu identificirali su protein zvan sestrin koji služi kao prirodni inhibitor starenja i patologije vezane za starenje u voćnih mušica.

Također, pokazali su da je sestrin, čije su strukture i biokemijske funkcije očuvane između mušice i čovjeka, potreban za regulaciju signalizacijskog puta koji je centralni kontrolor starenja i metabolizma. Rad, na čelu s dr.sc. Michaelom Karinom, uvaženim profesorom farmakologije u UCSD laboratoriju za gensku regulaciju i provođenje signala, naslovna je priča u ožujskom broju časopisa Science

Sestrini su visoko konzervirani mali proteini koji se proizvode u velikim količinama kada stanice iskuse stres. Funkcija sestrina, međutim, ostala je zagonetna dok Karinova grupa nije utvrdila da ti proteini funkcioniraju kao poticatelj na AMP-ovisnu protein kinazu (AMPK) i kao inhibitori mete rapamycina (TOR). AMPK i TOR su dva proteina kinaze koje služe kao ključne komponente signalizacijskog puta, pokazujući se kao centralni regulator starenja i metabolizma u različitim modelnim organizmima, uključujući i crva Caenorhabditis elegans, mušicu Drosophilu melanogaster i sisavce.

AMPK se aktivira kao odgovor na kalorično ograničenje, stanje koje usporava starenje, dok se TOR aktivira kao odgovor na prekomjernu prehranu, stanje koje ubrzava starenje. Aktivacija AMPK inhibira TOR, te lijekovi koji aktiviraju AMPK ili inhibiraju TOR mogu odgoditi starenje u nekoliko modela različitih organizama, uključujući sisavce. No kako tijelo drži djelovanje ova dva proteina kinaze u ravnoteži, kako bi spriječili prerano starenje, bilo je nepoznato. Osim toga, prisustvo tri različita gena koja kodiraju sestrin u sisavaca, učinili su da se teško utvrdi njihova točna fiziološka funkcija u živim životinjama. 

Nova studija je iskoristila saznanja da vinska mušica Drosophila, čiji AMPK-TOR signalizacijski put funkcionira na isti način kao i njegov ekvivalent u sisavaca, sadrži jedan sestrin gen. Koristeći razne genetske tehnike, prvi autor Jun Hee Lee je inaktivirao sestrin gen u Drosophile i otkrio da iako nedostatak sestrin gena ne pokazuje nikakve razvojne abnormalnosti, oni podnose pod-aktivaciju AMPK i nad-aktivaciju TOR, potvrđujući da je sestrin potreban za držanje ovog puta u kontroli. Što je najvažnije, biokemijska neravnoteža nastala gubitkom ekspresije sestrina, rezultirala je u nekoliko patologija vezanih za starenje. 

“Upadljivo, patologije uzrokovane manjkom sestrina uključivale su akumulacije triglicerida, srčanu aritmiju i degeneraciju mišića koji su se dogodili u prilično mladih mušica”, rekao je Karin. “Ove patologije su zapanjujuće slične glavnim poremećajima pretilosti, zatajenja srca i gubitka mišića koji prate starenje kod ljudi.”

Lee i kolege na UC San Diego i Sanford-Burnham Institute u La Jolla (Kalifornija) nastavili su dokazivati da hranjenje mušica lijekovima koji bilo da aktiviraju AMPK ili inhibiraju TOR daje zaštitu protiv većine tih ranih starenja, degenerativnih simptoma. Istraživači su ustvrdili da će preaktivacija TOR-a vjerojatno ubrzati starenje srca i skeletnih mišića, ometajući važnu “kontrolu kvalitete”, proces koji se zove autofagija. Autofagija omogućava stanicama da se održavaju i zamijene oštećene mitohondrije, male elektrane koje osiguravaju svim stanicama, a posebno mišićima, energiju. Međutim, mitohondriji kada ostare, proizvode visoke koncentracije vrstu reaktivnog kisika (ROS) ili slobodne radikale koji mogu dovesti do oštećenja tkiva. 

Karin je objasnio da proces autofagije, koji neutralizira starenje, omogućuje zamjenu “starih” i neispravnih mitohondrija sa “novim” mitohondrijima. Međutim, kod mušica sa nedostatkom sestrina, pronađeno je da su izložene akumulaciji oštećenih mitohondrija i ROS-a nekoliko dana prije otkrivanja degeneracije mišića. Hranjenje tih mušica vitaminom E, antioksidansom koji neutralizira slobodne radikale, spriječilo je preuranjenu degeneraciju mišića i srca. 

U daljnjem radu, Karinova grupa planira ispitati da li sestrin u sisavaca isto kontrolira starenje i metabolizam, i da li će nedostatci u odgovarajućoj ekspresiji sestrina dati objašnjenje za neke od trenutno neobjašnjivih degenerativnih bolesti povezanih s dobi starenja.

“Možda ćemo jednog dana biti u mogućnosti koristiti analoge sestrina da bi spriječili većinu greški u tkivu povezanih sa starenjem, kao i liječiti brojne degenerativne bolesti, čija se učestalost povećava sa starosti, uključujući sarkopeniju i Alzheimerovu bolest”, rekao je Karin .

Dodatni doprinos studiji – na temelju suradnje između tri laboratorija na UC San Diego School of Medicine, UCSD Zavodu za biologiju i institutu Sanford-Burnham – učinili su Andrei V. Budanov, Eek Joong Park, Ryan Birse, Teddy E. Kim, Guy A. Perkins, Karen Ocorr, Mark H. Ellisman, Rolf Bodmer i Ethan Bier. 

Istraživanje su financirali National Institutes of Health, The Superfund Basic Research Program i American Cancer Society.

Izvor: sciencedaily.com

 

Tražili ste na googlu:

prirodni proteini

Life is a sexually transmitted disease and there is a 100% mortality rate.

Ostavi komentar

Ostavi komentar

Vaša adresa e-pošte neće biti objavljena. Obavezna polja su označena sa *

Više u Biotehnologija

Popularno

Advertisement

Pratite nas na Fejsu

Na Vrh