Старение в мозге может быть вызвано распадом в производстве белка

Возможно, мы обнаружили фундаментальную причину клеточного старение Это лежит в основе многих других процессов старения в клетках.

Исследование мозга пресноводной рыбы под названием Киллифиш показало, что с возрастом фабрики изготовления белков в клетках начинают запускать, создавая ключевой класс белков, вызывая порочный цикл снижения.

Обнаружение может привести к новым способам борьбы с старением мозга, говорит Алессандро Култерино в Институте Лейбниза по старению в Германии. «В основном мы говорим об улучшении познания или предотвращении когнитивного распада, а не о увеличении продолжительности жизни», – говорит он.

Рецепты изготовления белков хранятся в ДНК в наших клетках. Когда белок необходим, копии этих рецептов транскрибируются в своего рода молекулу, называемую мРНК.

Копии мРНК отредактируются или сплачиваются, и отправляются на белковые фабрики, называемые рибосомами, которые связываются с молекулами мРНК и перемещаются по ним, считывая трехбуквенные кодоны и переводя их в последовательность аминокислот, которые составляют белок.

Обычно, чем больше копий мРНК есть, тем больше белка продуцируется. Но растущее число исследований показало, что, С возрастом клетки человека эта корреляция разрушаетсятаким образом, производство белка может снизиться, несмотря на снижение количества мРНК.

Култерино и его команда, возможно, выяснили, почему это происходит, изучая рибосомы в мозги убийства, когда они стареют. Исследователи использовали технику, которая позволила им сделать снимок того, как далеко каждая рибосома переместилась вдоль мРНК, с которой она была связана.

Они обнаружили, так это того, что в возрасте старого убийства было гораздо больше рибосомов, связанных с кодонами, указывающими аминокислоты аргинина и лизина, чем можно было бы ожидать случайно. Это означает, что рибосомы останавливаются в этих кодонах, останавливая продукцию до завершения белка.

Аргинин и лизин являются положительно заряженными аминокислотами, которые обильны в белках, которые связываются с ДНК или РНКкоторые оба негативно заряжены. Это означает, что именно эти ДНК- и РНК-связывающие белки, скорее всего, подвергаются воздействию остановки.

Это проблема, потому что эти белки выполняют ключевые функции, такие как создание РНК, сплайсинг РНК, восстановление повреждения ДНК и так далее.

«Известно, что при старении повреждение ДНК наблюдается меньше продукции РНК, меньше сплайсинга, то выработка белков меньше», – говорит Култерино. «Мы предполагаем, что это явление рибосомы затягивания связывает все эти различные признаки старения».

Более того, сами рибосомы содержат РНК-связывающие белки, говорит он. «Таким образом, существует этот порочный цикл, с помощью которого существует задерживание мРНК, которые кодируют для рибосомных белков, что приводит к меньшему производству рибосом, что приводит к меньшему синтезу белка».

Большой вопрос сейчас заключается в том, происходит ли рибосомальное затяжение в мозге человека. Ранее в этом году, Джин Йео В Калифорнийском университете Сан-Диего показал, что РНК-связывающие белки истощаются в нейронах человека с возрастом. По его словам, в этом случае его выводы согласуются с Култерино, но причина еще не ясна. «Мы решаем, почему РНК-связывающие белки изменены».

Если результаты действительно применяются к людям, это может привести к новым методам лечения возрастных заболеваний головного мозга. В Killifish остановка рибосом также запускает сигнал тревоги, который дает воспалительный ответ. «Постоянная активация этого пути вызывает хроническое воспаление», – говорит Култерино. «Хроническое воспаление является очень важным фактором в старении, особенно в мозге».

Существуют экспериментальные препараты, которые могут блокировать этот сигнальный путь и, следовательно, может помочь предотвратить такие условияговорит Култерино.

«Но на протяжении всей жизни еще слишком рано говорить что -либо», – говорит он. Это связано с тем, что причина, по которой рибосомы начинают останавливаться на определенных аминокислотах, еще не понята, и также неясно, происходит ли один и тот же процесс остановки во всех органах.