С возрастом качество ДНК и белков в клетках ухудшается, что считается причиной дегенеративных заболеваний. Однако связь между старением и РНК оставалась малоизученной областью. Корейская исследовательская группа обнаружила, что фактор контроля качества рибосом (внутриклеточных «машин» по производству белков) — белок PELOTA играет центральную роль в замедлении старения и увеличении продолжительности жизни. Исследование было опубликовано в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
Исследование выявило белок, замедляющий старение с помощью регуляции РНК
Корейские ученые показали, что белок PELOTA играет центральную роль в замедлении старения и продлении жизни. Он играет важнейшую роль в контроле качества РНК и «уборке мусора» в клетках.
Нематода C. elegans. https://www.cshl.edu/these-worms-have-rhythm/
До сих пор исследования старения были сосредоточены на ДНК. И это справедливо. ДНК со временем накапливает повреждения от окислительного стресса, УФ-излучения и других факторов. Теломеры на концах хромосом укорачиваются при каждом делении клетки. Системы репарации ДНК работают менее эффективно. Эпигенетические изменения нарушают экспрессию генов. Мутации в митохондриальной ДНК влияют на энергетический обмен. Все это приводит к клеточному старению и возрастным заболеваниям. Но в новой работе ученые обратили внимание на РНК.
РНК не менее важна для процессов старения, чем ДНК
Графическое представление работы.
Используя C. elegans — нематоду, широко применяемую в исследованиях старения из-за короткой продолжительности жизни, — ученые обнаружили, что белок PELOTA необходим для долголетия. Когда PELOTA недостаточно, контроль качества рибосом работает ухудшается. Это означает, что аномальная мРНК (например, с преждевременными стоп-кодонами или другими дефектами) не распознается и не удаляется вовремя.
Дефектная мРНК попадает в рибосомы, что приводит к синтезу неправильных, неполных или токсичных белков. Одновременно, как показало исследование, недостаток PELOTA подавляет аутофагию — систему клеточной «уборки мусора».
В результате получается двойной удар: клетка производит больше дефектных белков и хуже их утилизирует. «Неправильные» белки накапливаются, могут образовывать вредоносные агрегаты, нарушать работу клеточных структур и в итоге ускоряют старение клетки.
Производство белков в рибосоме. PELOTA контролирует качество mRNA, по которой рибосома строит белок. При сбое в mRNA образуются дефектные белки.
PELOTA работает как своеобразный «контролер качества» — он помогает рибосомам избавляться от проблемной мРНК до того, как она причинит вред, и одновременно поддерживает активность систем клеточной очистки.
Этот механизм оказался аналогичным у мышей и людей. Исследование также показало, что потеря PELOTA может способствовать старению мышц и болезни Альцгеймера, что указывает на ее связь с возрастными нарушениями.
Соавтор работы профессор Сын Чжэ В. Ли отмечает: «Хотя связь между контролем качества и старением хорошо установлена на уровне ДНК и белков, молекулярные доказательства того, что контроль качества РНК также функционально способствует регулированию продолжительности жизни, были очень ограниченными. Исследование предоставляет убедительные доказательства того, что удаление аномальных РНК очень важно в регуляторной сети старения».