Исследователи из Центра молекулярной медицины Макса Дельбрюка (MDC) определили эпигенетический механизм, который, по-видимому, сильно влияет на здоровое старение. Это белок, который контролирует целостность мышц, продолжительность жизни и уровень необходимого сахара. Как один белок обладает такой мощью?

Исследователи из Берлинского института медицинской системной биологии MDC (BIMSB) обнаружили белок, который оказывает существенное влияние на здоровье мышц и продолжительность жизни. Животные, которым не хватает этого белка, называемого LIN-53, имеют серьезные мышечные дефекты, ограниченную подвижность и умирают раньше, чем животные с белком.

Д-р. Барис Турсун (Baris Tursun), который возглавляет лабораторию BIMSB по регулированию генов и принятию решений о клеточной судьбе, и его сотрудники выяснили два конкретных способа работы LIN-53 при круглых червях. Их результаты, опубликованные в журнале Aging Cell закладывают основу для дальнейших исследований человеческой версии белка.

«Выявление генетических факторов, которые играют роль в связывании продолжительности жизни и срока службы, является ключевым для понимания здоровья человека и связанных со старением заболеваний, таких как мышечная дистрофия», – сказал Турсун.

Эпигенетический фактор

LIN-53 – это не просто белок, это «гистоновый шаперон», связывающийся с молекулами, называемыми гистонами, которые длинные спирали ДНК плотно обертывают, чтобы поместиться в ядре клетки. Модификации гистонов могут в конечном итоге увеличить или уменьшить уровни экспрессии генов, влияя на развитие, функцию и продолжительность жизни организма. LIN-53 считается «эпигенетическим фактором», потому что, взаимодействуя с гистонами, он может помочь активировать и деактивировать гены, что может привести к наследственным признакам, передаваемым потомству, но без изменения основной последовательности ДНК.

Турсун и его коллеги хотели понять, влияет ли этот эпигенетический фактор на то, как долго организм живет (продолжительность жизни) и как долго организм живет в здоровом состоянии (период здоровья). Они также хотели узнать, напрямую ли связаны продолжительность жизни и продолжительность жизни.

Обычно, когда мы стареем, мы испытываем симптомы старения, сопровождающиеся потерей мышечной массы. Это все совпадение или это связано, и если да, то как это связано? Наша статья является одной из первых, в которой показана эпигенетическая связь ".

Доктор Барис Турсун, Лаборатория генной регуляции и определения судьбы клеток, BIMSB

Один фактор, два маршрута

Команда молекулярных биологов и генетиков исследовала роль LIN-53 в Caenorhabditis elegans (C. elegans), черве длиной всего 1 миллиметр. Также называемый нематодой, это один из основных модельных организмов, используемых в исследованиях старения, потому что многие из его генов высоко консервативны или обнаружены у разных видов.

«Это такой маленький организм, но он все еще напоминает человеческие ткани, пути и генную регуляцию, поэтому мы можем передавать результаты от нематоды людям», – сказала Стефани Мютель, первый автор статьи и постдокторский исследователь в Лаборатория миологии в Экспериментальном и клиническом исследовательском центре (ECRC), совместном учреждении Charité и MDC.

Когда исследователи отключили ген для LIN-53, черви показали сниженную способность двигаться и не жили так долго, как аналоги с геном.

Это ясно указывает на то, что LIN-53 играет роль в здоровых мышцах и продолжительности жизни. Команда продолжила исследования и решила, что LIN-53 влияет на развитие мышц через молекулярный комплекс NuRD, в то время как он влияет на продолжительность жизни через отдельный комплекс, Sin3. Тот факт, что это разные пути, но оба связаны с ЛИН-53, особенно интригует и убедительно свидетельствует о важности ЛИН-53 как связующего звена между здоровьем и продолжительностью жизни.

«LIN-53 является частью семи различных молекулярных комплексов, регулирующих модификацию и структуру хроматина», – сказал Мютель. «Я был удивлен и взволнован тем, что мы смогли четко определить комплексы, важные для продолжительности жизни и здоровья».

Хороший сахар

Дополнительный анализ выявил возможное объяснение того, почему LIN-53 такой мощный. Животные без LIN-53 имели очень низкий уровень сахара, называемого трегалозой; известно, что он состоит из двух молекул глюкозы, необходимых для нормальной продолжительности жизни беспозвоночных. Взаимодействие между LIN-53 и Sin3 повлияло на гены, которые регулируют обмен веществ, в том числе производство этого сахара. Необходимы дальнейшие исследования, чтобы понять, как именно LIN-53 взаимодействует как с NuRD, так и с Sin3, и ингибирует производство сахара.

Поскольку белок LIN-53 очень похож на человеческий белок RBBP4 / 7, исследователи могут использовать информацию, полученную от микроскопических червей, чтобы указать, где искать ответы на подобные вопросы у людей.

«Мы все хотим стареть здоровым образом», – сказал Турсун. «Как только мы поймем связь между старением и всеми сопутствующими вредными эффектами, тогда мы сможем начать думать о том, как их связать».

Source link