Ciljanje na te beljakovine bi lahko pomagalo v boju proti staranju
Znanstveniki so odkrili neznan genetski mehanizem celičnega metabolizma, ki s staranjem postaja vse bolj disfunkcionalen.
Raziskovalci na École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) v Švici trdijo, da bi lahko njihove ugotovitve privedle do novih ciljev za zdravljenje boja proti staranju in starostnim pogojem.
Njihovo odkritje zadeva beljakovine, ki spreminjajo delovanje mitohondrijev, ki so drobne enote moči v celicah, ki jim dajejo energijo.
Skupina EPFL je ugotovila, da imajo možgansko in mišično tkivo ostarelih živali visoke ravni beljakovin, ki se imenujejo družinski član pumilio RNA, ki veže 2 (PUM2).
Študijski prispevek v reviji Molekularna celica opisuje, kako staranje povzroča višje ravni PUM2, kar posledično znižuje raven drugega proteina, imenovanega mitohondrijski fisioni faktor (MFF).
MFF pomaga celicam razbiti velike mitohondrije na manjše enote in jih očistiti. V vzorcih tkiv starih živali so bili tudi nižji nivoji večletnega fliffa.
Raziskovalci predlagajo, da s staranjem živali postaja pot PUM2 / MFF vedno bolj neurejena.
Ko se ravni PUM2 dvignejo, znižujejo ravni večletnega finančnega okvira. Rezultat tega je, da celice vse bolj ne morejo razgraditi in očistiti manjših mitohondrijev. Sčasoma celice in tkiva kopičijo vedno več velikih, nezdravih mitohondrijev.
RNA-vezavne beljakovine in staranje
PUM2 je protein, ki veže RNA. Te molekule spremenijo izražanje genov tako, da se vežejo na molekule prenosne RNA (mRNA), ki nosijo kodo DNA za predelavo celic.
V nedavni študiji je skupina odkrila, da ko se PUM2 veže na molekule mRNA, ki nosijo kodo DNA za MFF, blokira sposobnost celic, da iz teh molekul mRNA tvorijo beljakovine MFF.
Večina raziskav molekul, ki vplivajo na staranje celic in tkiv, se osredotoča na transkripcijo genov v mRNA. Vendar je to le prvi korak v zapletenem procesu prenosa informacij v genih v delovanje celic.
Raziskovalci EPFL so odkrili pot PUM2 / MFF, ko so se odločili raziskati korak, ki se zgodi po genski transkripciji.
Ko so pregledali živalske celice, da bi prepoznali RNA-vezavne proteine, ki so se spreminjali s starostjo, so ugotovili, da je bil PUM2 še posebej povišan pri starejših živalih.
PUM2 se veže samo na molekule mRNA, ki imajo mesta, ki jih prepozna. Ko se pritrdi na mRNA, ustavi prevajanje kode v ustrezen protein.
Z uporabo pristopa "sistemske genetike" je skupina odkrila prej neznano mRNA, na katero se veže PUM2. To je bila mRNA, ki vsebuje kodo, s katero celice tvorijo večfrekvenčni tisk.
Urejanje genov je spremenilo učinke, povezane s starostjo
V drugem delu študije so raziskovalci pokazali, kako bi bilo mogoče obrniti starostni učinek PUM2 na celice in tkiva.
Z uporabo tehnologije za urejanje genov CRISPR-Cas9 so zmanjšali PUM2 v mišicah starih miši z utišanjem ustreznega kodirajočega gena.
To je privedlo do višjih ravni beljakovin MFF, ki so - s povečanim razpadom in čiščenjem odpadkov - izboljšale delovanje mitohondrijev pri starih miših.
Skupina je raziskala tudi podoben mehanizem pri okroglem črvu Caenorhabditis elegans, ki je model, ki ga znanstveniki pogosto uporabljajo za preučevanje molekularnih poti.
Pri okroglem črvu staranje povzroči višje ravni RNA-vezavnega proteina PUF-8. Raziskovalci so ugotovili, da je utišanje ustreznega gena za PUF-8 pri starejših črvih izboljšalo delovanje njihovih mitohondrijev in podaljšalo njihovo življenjsko dobo.
Druge študije so RNA-vezavne proteine povezale z živčno-mišičnimi degenerativnimi boleznimi. Dokazali so tudi, da se pogosto zbirajo v kepe, imenovane patološke granule.
Raziskovalci EPFL so ugotovili, da ima PUM2 s staranjem podobno težnjo, da se strdi v delce, ki vežejo in zajamejo mRNA MFF.
