Процеси на ранньому етапі старіння клітин показують, як спосіб життя і дієти впливають на тривалість життя
- Мітохондрії і старіння
- Низька кислотність вакуолей пошкоджує мітохондрії
- Значення і перспективи даного дослідження
27 листопада Експериментуючи на дріжджах, двоє вчених з США вперше виявили основні процеси, що відбуваються на ранній стадії старіння клітин, які можуть пояснити, як гени і чинники навколишнього середовища, а також спосіб життя і дієти, взаємодіючи, впливають на старіння, такі вікові захворювання, як рак , і тривалість життя.
Вони були здивовані, виявивши, що механізм, який клітини використовують для зберігання поживних речовин, може мати значення.
Відео: Що потрібно знати жінці після перенесення ембріона
Даніель Готшілінг і Адам Хьюз з Онкологічного Центру Фреда Хатчінсона в Сіетлі, Вашингтон, написали про свої відкриття в онлайн-випуску журналу Nature.
Готшілінг пояснює, чому ці відкриття мають велике значення: «Останнім часом поширюється багато інформації про те, як наше харчування впливає на процес старіння, але різноманітність цієї інформації збиває з пантелику». «Тепер ми володіємо сукупністю наукових досягнень для того, щоб зрозуміти, як генетика і навколишнє середовище взаємодіють між собою, щоб впливати на вікові зміни і старіння. Це питання, яке мене зараз найбільше займає », - додає він.
Назад до змістуМітохондрії і старіння
Готшілінг і Хьюз, постдокторант його лабораторії, мають намір досліджувати, як відбувається вікове зношування в мітохондріях, крихітних електростанціях в клітинах, які вони забезпечують енергією.
Ось як Готшілінг, який також є викладачем відділення геноміки університету Вашингтона, пояснює це: «Зазвичай мітохондрії являють собою довгі трубки, які при старінні стають фрагментованими і короткими». «Зміни в формі, які мають місце в старіючих клітинах дріжджів, також спостерігаються в певних клітинах людини, наприклад, нейронах і клітинах підшлункової залози і пов`язані з багатьма віковими хворобами у людей», - додає він.
Назад до змістуНизька кислотність вакуолей пошкоджує мітохондрії
Причина, по якій мітохондрії деформуються і перестають працювати належним чином, до цих пір була свого роду таємницею, але Готшілінг і Хьюз виявили, що причиною цього можуть бути певні зміни в вакуолях.
Вакуолі є крихітними «кишенями» в клітинах дріжджів, рослинах та інших організмах, які допомагають розщеплювати білки і зберігати молекулярні будівельні блоки та поживні речовини для клітини. Еквівалентом вакуолі в клітинах людини є лизосома. Однією зі специфічних особливостей вакуолей, яка, безумовно має відношення до старіння і роботі мітохондрій, є кислотність.
Дослідники виявили, що вакуолі стають менш кислими досить рано протягом життєвого циклу дріжджової клітини. І коли кислотність знижується, вона гальмує здатність вакуолей зберігати певні поживні речовини. Це руйнує енергопостачання мітохондрій, які в свою чергу починають розкладатися.
Хьюз перевірив цей ефект: коли він перешкоджав зниженню кислотності вакуолей, мітохондрії чи не деформувались, а дріжджові клітини жили довше.
«Ми були здивовані, коли виявили, що, найімовірніше, функція зберігання, а не розкладання білків, викликає мітохондріальну дисфункцію в старіючих дріжджових клітинах», - говорить Хьюз.
Це дивовижне відкриття спонукало дослідників вивчити ефект обмеження калорій, від якого, як відомо, залежить тривалість життя дріжджових клітин, черв`яків, мух і ссавців.
Вони виявили, що обмеження калорій або поставки сировини, в якому потребують клітини, найімовірніше затримує старіння, принаймні частково, підвищуючи кислотність вакуолі.
Хьюз говорить, що тепер, коли вони, грунтуючись на експериментах на клітинах дріжджів, знайшли докази того, як обмеження калорій, по всій видимості, збільшує тривалість життя, вони сподіваються перевірити отримані знання на людях та інших вищих організмах.
Будучи принципово різними організмами, з точки зору фундаментальної біології їх клітин, а саме споживання, зберігання і використання поживних речовин, дріжджові і людські клітини дивно схожі.
Назад до змістуЗначення і перспективи даного дослідження
Розмірковуючи над результатами, Готшілінг і Хьюз припускають, що ефект зниження кислотності в вакуолях зменшив їх здатність до зберігання поживних речовин і метаболітів (побічних продуктів від розкладання білків), таким чином, вони ростуть в клітці дріжджів і наповнюють мітохондрії.
Дослідники вважають, що це змушує мітохондрії використовувати все більше своєї енергії, «спалюючи» свої двигуни. В кінцевому підсумку вони не мають достатню енергію в запасі для введення білків, необхідних для збереження форми і нормальної роботи.
Дослідники сподіваються знайти підтвердження своїм відкриттям, а також дізнатися, що викликає зниження кислотності вакуолі. Цей останній питання особливо цікавий, тому що, незважаючи на те, що кислотність знижується в материнських клітинах дріжджів в міру старіння, в новонароджених дочірніх клітинах рівень кислотності є нормальним, незалежно від того, якого віку були материнські клітини.
Назад до змісту
