logo

Пользовательского поиска

Sunday 27th of May 2018

Как дрожжевым клеткам удается не передавать дочерним клеткам своего «багажа» старости

Печать E-mail
Рейтинг пользователей: / 0
ХудшийЛучший 
Актуальные темы - Старение
Автор: Administrator   
10.12.2011 13:18

 

Дрожжевые клетки дикого типа после теплового шока. Одним из факторов, который, как известно, коррелирует с репликативным возрастом, является образование агрегатов из поврежденных белков. Чтобы больше узнать о перемещении и судьбе поврежденных белков в делящихся клетках дрожжей, ученые записали движение тысяч индуцированных тепловым шоком белковых агрегатов.

 

Дрожжевые клетки дикого типа после теплового шока. Одним из факторов, который, как известно, коррелирует с репликативным возрастом, является образование агрегатов из поврежденных белков. Чтобы больше узнать о перемещении и судьбе поврежденных белков в делящихся клетках дрожжей, ученые записали движение тысяч индуцированных тепловым шоком белковых агрегатов. (Фото: Chuankai Zhou, Stowers Institute for Medical Research)

 

 

 

Накопление поврежденных белков является признаком старения, которого не могут избежать даже скромные пекарские дрожжи. Тем не менее, состарившиеся дрожжевые клетки образуют молодые дочерние без каких-либо свидетельствующих о повреждении белковых скоплений. Ученые из Института медицинских исследований Стоуерса (Stowers Institute for Medical Research), возможно, нашли объяснение наблюдаемому асимметричному распределению поврежденных белков между материнскими и молодыми дочерними клетками.


Опубликовав статью о проведенном исследовании в журнале Cell, группа ученых во главе с Роном Ли (Rong Li), PhD, выдвинула предположение, что ограниченная подвижность скоплений поврежденных белков и геометрия дрожжевых клеток, в частности, узость соединения между материнской и дочерней клетками (шейки почки) до разделения, являются достаточными условиями для того, чтобы накопленные в процессе нормального старения белковые агрегаты оставались в материнской клетке.

«Как считалось до последнего времени, вредные белковые агрегаты отправляются обратно в материнскую клетку с помощью направленной транспортной системы», - говорит доктор Ли. «Наша модель предполагает, что для асимметричного разделение белковых агрегатов во время деления дрожжевой клетки нет необходимости в механизме активного переноса».

Продолжительность жизни почкующихся дрожжей Saccharomyces cerevisae – модельных организмов, часто используемых в исследовании старения, – можно определять не календарным временем, а по числу дочерних клеток, произведенных материнской. Этот процесс известен как репликативное старение. Дочерние клетки при этом сбрасывают свои часы и начинают отсчет числа клеточных делений с нуля.

Переход от молодости к старости сопровождается метаболическими изменениями и накоплением повреждений в результате износа. Центральным вопросом в исследовании процесса старения является природа этих способствующих ему повреждений и то, как старым материнским клеткам удается не передавать этих детерминант старения дочерним клеткам.

Одним из факторов, который, как известно, коррелирует с репликативным возрастом, является образование агрегатов из поврежденных белков.

«Во время формирования почек и деления клеток эти белки преимущественно сохраняются в материнской клетке», - объясняет доктор Ли. «Лучшее понимание репликативного старения популяции клеток, основанного на асимметричных делениях, может углубить понимание того, как в процессе старения популяцию «молодых» стволовых клеток с высоким пролиферативным потенциалом сохраняют высшие организмы».

Чтобы больше узнать о перемещении и судьбе поврежденных белков в делящихся клетках дрожжей, аспирант и первый автор статьи Чуанкай Чжоу (Chuankai Zhou) с помощью Амра Элдакака (Amr Eldakak), PD, аспиранта лаборатории Ли, добавил зеленую флуоресцентную метку к шаперону Hsp104p – белку, известному своей способностью модифицировать и растворять белковые скопления, развертывая, а затем но-новому свертывая белки. Ученые записали перемещение в 3D тысяч индуцированных тепловым воздействием белковых скоплений.


При делении дрожжевых клеток агрегаты поврежденных белков разделяются между материнской и дочерней клетками неравномерно. Для белковых скоплений характерно так называемое случайное блуждание. В дочерних клетках очищение от белковых агрегатов, образовавшихся в результате теплового воздействия, происходит преимущественно за счет растворения с помощью шаперона Hsp104p. Агрегаты, образующиеся в процессе естественного старения, также демонстрируют случайное блуждание, но не растворяются. Хотя эти данные не противоречат взглядам на роль актина или клеточной полярности в разделении белковых агрегатов, моделирование показывает, что асимметричное наследование может быть прогнозируемым результатом их медленной диффузии  и геометрии дрожжевых клеток.

При делении дрожжевых клеток агрегаты поврежденных белков разделяются между материнской и дочерней клетками неравномерно. Для белковых скоплений характерно так называемое случайное блуждание. В дочерних клетках очищение от белковых агрегатов, образовавшихся в результате теплового воздействия, происходит преимущественно за счет растворения с помощью шаперона Hsp104p. Агрегаты, образующиеся в процессе естественного старения, также демонстрируют случайное блуждание, но не растворяются. Хотя эти данные не противоречат взглядам на роль актина или клеточной полярности в разделении белковых агрегатов, моделирование показывает, что асимметричное наследование может быть прогнозируемым результатом их медленной диффузии и геометрии дрожжевых клеток. (Рис. Cell)


«Большинство перемещений были ограничены почкой или материнской клеткой, но мы действительно видели несколько перемещений от почки к материнской клетке и наоборот», - говорит Чжоу. «Хотя в целом нам не удалось обнаружить в движении агрегатов какой-либо направленности».

Для того чтобы строго охарактеризовать их движение, Чжоу прибег к компьютерному анализу и пришел к выводу, что оно лучше всего описывается как «случайное блуждание».

Замедленная съемка также показала, что с течением времени индуцированные тепловым шоком белковые агрегаты удаляются из всех почек, а в материнских клетках их численность резко падает. Когда Чжоу вызвал в Hsp104p мутацию, которая не влияет на способность Hsp104p связываться с белковыми агрегатами, но нарушает его функцию рефолдинга, ни материнские, ни дочерние клетки уже не очищались от белков.

«Это говорит о том, что индуцированные тепловым шоком белковые скопления растворяется с помощью Hsp104p», - объясняет Чжоу.

Затем ученые перешли к исследованию белковых агрегатов естественного происхождения, являющихся результатом окислительного повреждения в клетках с большим репликативным возрастом. Они обнаружили, что перемещение этих белковых скоплений подчинялось той же модели «случайного блуждания», но они не растворялись с течением времени. Однако эти агрегаты, как представлялось, перемещались в пределах материнской клетки и не попадали в почку.

Используя 3D моделирование, а также 1D аналитическую модель, ученые показали, что ограниченной случайной подвижности белковых агрегатов достаточно, чтобы объяснить их преимущественное удержание в материнской клетке; узкий просвет шейки почки еще более способствует этому.

 

 

Клетки дрожжей дикого типа после теплового шока

 

 

 

Старая дрожжевая клетка с отслеженной траекторией белкового агрегата

 

 

 

 

По материалам

How old yeast cells send off their daughter cells without the baggage of old age

 

Оригинальная статья:

Chuankai Zhou, Brian D. Slaughter, Jay R. Unruh, Amr Eldakak, Boris Rubinstein, Rong Li. Motility and Segregation of Hsp104-Associated Protein Aggregates in Budding Yeast

 

© «Как дрожжевым клеткам удается не передавать дочерним клеткам своего «багажа» старости». Полная или частичная перепечатка материала разрешается при обязательной незакрытой от индексации, незапрещенной для следования робота активной гиперссылке на страницу Старение. Письменное разрешение обязательно.

 

 

Еще о старении


Открыт первый биохимический путь к молодости и старению, несвязанный с ограничением калорий

Способность к старению позволяет бактериям улучшать эволюционную приспособляемость популяции

Окислительный стресс: а так ли он вреден, как предполагалось?

Оксиданты помогают поддерживать нормальный уровень артериального давления

Открытие чрезвычайно долгоживущих белков может объяснить причины старения клетки и возникновения нейродегенеративных заболеваний

Новые открытия о старении клетки

Белок TBC1D3 оказывает влияние на развитие ожирения, диабета и старение

Стволовые клетки бесполых планарий не стареют благодаря ферменту теломеразе

Новое о клеточном старении: повреждение ДНК теломер необратимо

Побочные эффекты рапамицина можно устранить

 

 

Related Articles:
 
OZON.ru

Vinaora Visitors Counter

mod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_counter
mod_vvisit_counterToday258
mod_vvisit_counterYesterday851
mod_vvisit_counterThis week258
mod_vvisit_counterLast week4585
mod_vvisit_counterThis month17333
mod_vvisit_counterLast month17905
mod_vvisit_counterAll days4000715

We have: 31 guests, 4 bots online
Your IP: 54.156.76.187
 , 
Today: Май 27, 2018

RSS

Новое на LST

Работает на Joomla!. Valid XHTML and CSS.