logo

Пользовательского поиска

Tuesday 13th of November 2018

Оксид азота увеличивает продолжительность жизни круглых червей

Печать E-mail
Рейтинг пользователей: / 0
ХудшийЛучший 
Актуальные темы - Старение
Автор: Administrator   
15.02.2013 17:48

 

Флуоресцентное свечение в ответ на оксид азота: экспрессируется ген hsp16 – один из генов, связанных со стрессоустойчивостью и увеличением продолжительности жизни.

 

Флуоресцентное свечение в ответ на оксид азота: экспрессируется ген hsp16 – один из генов, связанных со стрессоустойчивостью и увеличением продолжительности жизни. (Фото: Evgeny Nudler, PhD)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Согласно новому исследованию, оксид азота, многофункциональный газ, помогающий усиливать кровоток, передавать нервные сигналы и регулировать функции иммунной системы, по-видимому, выполняют еще одну биологическую функцию – увеличения продолжительности жизни организма и усиления его реакции на воздействие окружающей среды.


Как показало исследование, проведенное учеными Медицинского центра Лангона (NYU Langone Medical Center) Нью-йоркского университета (New York University, NYU), круглые черви Caenorhabditis elegans, широко используемые в качестве лабораторных моделей для изучения процесса старения, живут значительно дольше, если кормить их бактериями, способными синтезировать оксид азота. Это интереснейшее наблюдение указывает на один из механизмов, с помощью которых микробиом – триллионы микробных клеток, населяющих наш организм, – играет жизненно важную роль в поддержании здоровья.

По мере старения наши собственные уровни оксида азота снижаются, и этот спад может вносить свой вклад в процесс нормального старения, говорит руководитель исследования профессор биохимии Медицинского центра Лангона Евгений Нудлер (Evgeny Nudler), PhD. Дополнительные бактерии, по его мнению, могут улучшить здоровье человека, обеспечивая его организм некоторыми из недостающих соединений.

«Теперь мы знаем, что у червей бактерии могут не только использовать оксид азота для собственных нужд, но и обеспечивать им организм своего хозяина с пользой для него. Это может быть верно и для кишечника человека», - продолжает доктор Нудлер. «Вполне может быть, что наши синантропные бактерии контролируют некоторые из генов, по крайней мере, в кишечнике, защищая эти клетки от стресса и возрастного спада функций». Симбиотические бактерии приносят пользу колонизируемым ими организмам.

В организме человека и многих других животных присутствует фермент, необходимые для синтеза оксида азота, но у C. elegans таких ферментов нет. Вместо этого червь может «воровать» это соединение у почвенных бактерий Bacillus subtilis, являющихся не только излюбленной пищей этих животных, но и обычным колонистом их кишечника. Эта изобретательность частично объясняет, почему черви, получающие с пищей B. subtilis, живут примерно на 50 процентов дольше, чем получающие кишечную палочку Escherichia coli, которая не умеет синтезировать это соединение.

 

Оксид азота (NO) – важная сигнальная молекула многоклеточных организмов. Большинство животных синтезируют NO из L-аргинина с помощью семейства специальных ферментов, известных как NO-синтазы (NOS). Редким исключением является круглый червь Caenorhabditis elegans, у которого нет собственных NOS. Однако в естественной среде обитания C. elegans питается бактериями, обладающими функциональными NOS. Синтезируемый бактериями NO увеличивает продолжительность жизни C. elegans и повышает их стрессоустойчивость через определенную группу генов, функционирующих под двойным контролем транскрипционных факторов HSF-1 и DAF-16. Это пример межвидовой передачи сигналов малой молекулой, иллюстрирующий значение симбиотических бактерий для организма-хозяина.

 

Оксид азота (NO) – важная сигнальная молекула многоклеточных организмов. Большинство животных синтезируют NO из L-аргинина с помощью семейства специальных ферментов, известных как NO-синтазы (NOS). Редким исключением является круглый червь Caenorhabditis elegans, у которого нет собственных NOS. Однако в естественной среде обитания C. elegans питается бактериями, обладающими функциональными NOS. Синтезируемый бактериями NO увеличивает продолжительность жизни C. elegans и повышает их стрессоустойчивость через определенную группу генов, функционирующих под двойным контролем транскрипционных факторов HSF-1 и DAF-16. Это пример межвидовой передачи сигналов малой молекулой, иллюстрирующий значение симбиотических бактерий для организма-хозяина. (Рис. Cell)


Эксперименты показали, что средняя продолжительность жизни C. elegans, получавших продуцирующие оксид азота B. Subtilis, на 15 процентов больше продолжительности жизни червей, получавших в качестве питания мутантный штамм B. Subtilis с удаленным геном синтеза оксида азота. Чтобы показать, что C. elegans не синтезируют собственный оксид азота, исследователи использовали флуоресцентные датчики. Кормление червей нормальными B. Subtilis приводило к появлению в кишечнике флуоресцентного сигнала.

Кроме того, флуоресцентная маркировка и другие тесты показали, что вырабатываемый B. subtilis оксид азота проникают в ткани червей, где он активирует группу из 65 генов. Как уже установлено, некоторые из этих генов вносят вклад в стрессоустойчивость организма, иммунный ответ и увеличение продолжительности жизни, хотя функции других остаются неизвестными. Важно отметить, что для активации всех этих генов необходимы два известных регуляторных белка.

«Что мы установили, это то, что вырабатываемый бактериями газ оксид азота проникает в ткани червей и активирует очень специфический набор генов, действующих через два главных регулятора – hsf-1 и daf-16, – что в результате приводит к более высокой стрессоустойчивости и увеличению продолжительности жизни», - комментирует результаты экспериментов доктор Нудлер. «То, что небольшая молекула, синтезируемая одним организмом, может существенно влиять на физиологию и даже продолжительность жизни другого организма через прямой клеточный сигналинг, просто поразительно».

Ранее, в рамках изучения широкого спектра эффектов оксида азота, лаборатория доктора Нудлера установила, как опасные патогены могут использовать эту молекулу для борьбы с антибиотиками. Но, при всей многофункциональности оксида азота, новое исследование показывают, что этот газ является лишь одной из нескольких полезных молекул, синтезируемых B. Subtilis. Доктор Нудлер и его группа планируют более глубоко изучить другие возможные механизмы, с помощью которых синантропные бактерии могут способствовать здоровью и долголетию, используя в качестве модели C. elegans – легко управляемую и предоставляющую широкие возможности систему.

Соавторами исследования являются Иван Гусаров (Ivan Gusarov), Лоран Готье (Laurent Gautier), Ольга Смоленцева (Olga Smolentseva) и Илья Шамовский (Ilya Shamovsky), (кафедра биохимии и молекулярной фармакологии Медицинского центра Лангона NYU), а также Светлана Еремина (Svetlana Eremina) и Александр Миронов (Alexander Mironov) (Государственный научно-исследовательский институт генетики и селекции промышленных микроорганизмов, Москва, Россия).

Статья доктора Нудлера и его группы опубликована в журнале Cell.

 

 

По материалам

A Little Molecule's Remarkable Feat: Prolonging Life

 

Аннотация к статье Bacterial Nitric Oxide Extends the Lifespan of C. elegans

 

© «Оксид азота увеличивает продолжительность жизни круглых червей». Полная или частичная перепечатка материала разрешается при обязательной незакрытой от индексации, незапрещенной для следования робота активной гиперссылке на сайт LifeSciencesToday.

 

 

 

 

Related Articles:
 

Vinaora Visitors Counter

mod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_counter
mod_vvisit_counterToday160
mod_vvisit_counterYesterday1314
mod_vvisit_counterThis week2283
mod_vvisit_counterLast week5343
mod_vvisit_counterThis month9185
mod_vvisit_counterLast month40524
mod_vvisit_counterAll days4178215

We have: 77 guests, 3 bots online
Your IP: 54.81.117.68
 , 
Today: Ноя 13, 2018

RSS

Новое на LST

Работает на Joomla!. Valid XHTML and CSS.