logo

Пользовательского поиска

Wednesday 12th of December 2018

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

Печать E-mail
Рейтинг пользователей: / 0
ХудшийЛучший 
Актуальные темы - Старение
Автор: Administrator   
05.02.2012 17:29

 

Микрофотография чрезвычайно долгоживущих белков (extremely long-lived proteins) на поверхности ядра нейронов головного мозга крысы, светящихся  зеленым светом.  ДНК внутри ядра показана синим. Ученые из Института Солка доказали, что  ELLPs, входящие в состав каналов в ядерной мембране нейронов, существуют более года. Разрушение этих белков позволяет токсинам проникать в ядро, что ведет к старению клетки.

 

Микрофотография чрезвычайно долгоживущих белков (extremely long-lived proteins) на поверхности ядра нейронов головного мозга крысы, светящихся зеленым светом. ДНК внутри ядра показана синим. Ученые из Института Солка доказали, что ELLPs, входящие в состав каналов в ядерной мембране нейронов, существуют более года. Разрушение этих белков позволяет токсинам проникать в ядро, что ведет к старению клетки. (Фото: Brandon Toyama, Salk Institute for Biological Studies)


Одна из самых больших тайн биологии – почему стареют клетки. Ученые из Института биологических исследований Солка (Salk Institute for Biological Studies) нашли «ахиллесову пяту» нейронов головного мозга, вполне вероятно, вносящую решающий вклад в процесс его старения и развитие нейродегенеративных заболеваний.


Они установили, что так называемые чрезвычайно долгоживущие белки (extremely long-lived proteins, ELLPs), входящие в состав ядерных мембранных каналов нейронов, отличаются очень большой продолжительностью существования. В статье, опубликованной в журнале Science, исследователи сообщают, что в мозге крыс им удалось обнаружить ELLPs, возраст которых равен возрасту самого организма. (Для сравнения, продолжительность жизни большинства белков составляет около двух дней.)

Профессор лаборатории молекулярной и клеточной биологии Мартин Гетцер (Martin Hetzer) и его группа первыми открыли важную внутриклеточную молекулярную машину, компонентами которой являются ELLPs, и показали, что в течение всей жизни эти белки не подвергаются замене.

Белки ELLPs составляют транспортные каналы в мембране ядра, так называемые комплексы ядерной поры (nuclear pore complex, NPC),– ворота, контролирующие поступление и выход в ядро и из ядра различных веществ. Большой «срок службы» этих белков мог бы быть их преимуществом, если бы не происходящий с течением времени износ. В отличие от других белков организма аберрантные химические изменения и другие повреждения, постепенно накапливающиеся в ELLPs, не приводят к их замене.

Накопившиеся в ELLPs повреждения снижают способность состоящих из этих белков трехмерных транспортных каналов защищать ядро клетки от токсинов. Проникающие в ядро токсины могут вызвать изменения в ДНК и, следовательно, в активности генов, способствуя тем самым старению всей клетки.

Многочисленные предыдущие исследования позволяют заключить, что в основе процесса старения лежат изменения в экспрессии генов. Но до открытия лабораторией профессора Гетцера «слабого звена» комплексов ядерной поры млекопитающих, позволяющего повреждающим ДНК токсинам проникать в ядро, у научного сообщества не было ясного представления о том, чем именно вызываются эти изменения в экспрессии.

«Основной определяющей чертой старения является общее снижение функциональных способностей различных органов, например, сердца и мозга», - объясняет профессор Гетцер. «Это снижение объясняется нарушением гомеостаза, или состояния внутреннего равновесия, клеток, составляющих эти органы. Недавними исследованиями нескольких лабораторий срыв белкового гомеостаза был связан с ослаблением функций клеток».

Полученные профессором Гетцером и его группой результаты предполагают, что ослабление функций нейронов берет свое начало в ELLPs, разрушающихся параллельно с накапливающимися с течением времени повреждениями.

«Большинство клеток, но не нейроны, борются с ослаблением функциональных способностей своих белковых компонентов посредством замены белков, когда их потенциально поврежденные части заменяются новыми функциональными копиями», - продолжает ученый. «Наши результаты дают основания предполагать, что изнашивание ядерных пор может являться общим механизмом старения, приводящим к возрастным дефектам в функции ядра, таким как потеря программы экспрессии генов, характерной для молодого возраста».

Полученные результаты могут оказать влияние на понимание молекулярных основ старения и таких нейродегенеративных заболеваний, как болезнь Альцгеймера и болезнь Паркинсона. В предыдущих исследованиях профессор Гетцер и его группа обнаружили крупные филаменты в ядрах нейронов старых мышей и крыс, происхождение которых восходит к цитоплазме нервной клетки. Такие филаменты связываются учеными с различными нейродегенеративными заболеваниями, включая болезнь Паркинсона. Являются ли эти аномальные молекулы причиной или результатом заболевания? Ученые пока не пришли к единому мнению. С другой стороны, лаборатория профессора Гетцер зафиксировала возрастной спад в функционировании комплексов ядерной поры в нейронах нормально стареющих крыс, являющихся лабораторными моделями биологии человека.

Финансируемая Медицинским фондом Эллисона (Ellison Medical Foundation) и Фондом медицинских исследований Гленна (Glenn Foundation for Medical Research) группа профессора Гетцера – единственная в мире лаборатория, занимающаяся изучением роли транспортных каналов – комплексов ядерной поры – в процессе старения.

Когда три года назад профессор Гетцер решил выяснить, играют ли комплексы ядерной поры какую-либо роль в инициировании и патогенезе старения и нейродегенеративных заболеваний, некоторые члены научного сообщества предупреждали его, что подобное исследование будет слишком смелым, а его проведение – слишком сложным и дорогим. Но, несмотря на все предупреждения, Гетцер остался полон решимости.

Помимо ученых из Института Солка в работе пронимал участие профессор кафедры химической физиологии Исследовательского института Скриппса (The Scripps Research Institute) Джон Йейтс III (John Yates III).

 

 

 

 

По материалам

Discovery of extremely long-lived proteins may provide insight into cell aging and neurodegenerative diseases

 

Оригинальная статья:

J. N. Savas, B. H. Toyama, T. Xu, J. R. Yates, M. W. Hetzer. Extremely Long-Lived Nuclear Pore Proteins in the Rat Brain

 

© «Открытие чрезвычайно долгоживущих белков может объяснить причины старения клетки и возникновения нейродегенеративных заболеваний». 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 работе профессора Гетцера


«Самое слабое звено» стареющего протеома

 

 

и 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?

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

Оксиданты помогают поддерживать нормальный уровень артериального давления

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:
 

Vinaora Visitors Counter

mod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_counter
mod_vvisit_counterToday622
mod_vvisit_counterYesterday989
mod_vvisit_counterThis week4376
mod_vvisit_counterLast week14302
mod_vvisit_counterThis month20525
mod_vvisit_counterLast month31567
mod_vvisit_counterAll days4221122

We have: 9 guests, 3 bots online
Your IP: 34.203.225.78
 , 
Today: Дек 12, 2018

RSS

Новое на LST

Работает на Joomla!. Valid XHTML and CSS.