|
Биосенсор отслеживает окисленный глутатион в вакуолях дрожжевых клеток.
(Фото: © Tobias Dick, German Cancer Research Center)
Принято считать, что окислительный стресс вызывают ряд заболеваний. До сих пор обычной практикой оценки уровней окислительного стресса было определение степени окисления молекулы глутатиона в клеточных экстрактах. Ученые Немецкого онкологического научно-исследовательского центра (Deutsches Krebsforschungszentrum, DKFZ) установили, что в находящихся в состоянии стресса клетках окисленный глутатион находится в хранилище для биохимических отходов. Это защищает клетки от окислительного стресса . . . и ставит под вопрос состоятельность традиционного метода оценки и достоверность полученных на его основе данных.
Рак, болезнь Альцгеймера, атеросклероз – список болезней, связываемых учеными с окислительным стрессом, можно продолжить. В него входит и процесс старения. Окислительный стресс вызывается так называемыми активными (или реактивными) формами кислорода (АФК), к которым относятся и пресловутые свободные радикалы. Если клетка подвергается воздействию химически активных соединений кислорода, количество которых больше, чем она может мгновенно разрушить, она находится в состоянии окислительного стресса. В результате окисляются и, следовательно, повреждаются ее важные компоненты, такие как белки, ДНК и липиды.
Чтобы определить, находится ли клетка в состоянии окислительного стресса, ученые часто анализируют степень окисления глутатиона. Теоретически количество окисленного глутатиона должно показывать, здорова ли клетка или находится в состоянии окислительного стресса. Но группа ученых под руководством доцента доктора Тобиаса Дика (Tobias Dick) доказала, что это предположение, на котором основываются выводы большого количества научных исследований, абсолютно несостоятельно.
«До сих пор, чтобы измерить количество окисленного глутатиона, клетку нужно было разрушить», - объясняет доктор Дик. «Однако это означает потерю ее пространственной структуры».
Таким образом, о том, где в клетках находится окисленный глутатион, практически ничего не было известно. Ученые предполагали, что он остается в цитоплазме, где и образуется.
Чтобы выяснить фактическое местонахождение окисленного глутатиона, доктор Дик и его коллеги разработали биосенсоры – генетически закодированные флуоресцентные датчики, – которые показывают окисленный глутатион, находящийся в неповрежденных клетках, световыми сигналами. В экспериментах на дрожжах исследователи впервые отследили путь окисленного глутатиона в живой клетке в режиме реального времени. Они были удивлены, обнаружив, что, вместо того чтобы оставаться в цитоплазме, он сразу же запирается в безопасном депо – вакуоли.
Это означает, что цитоплазма, в которой протекает множество важных метаболических процессов, оказывается надежно защищенной от окислительного повреждения. Цитоплазма клеток, которые при использовании традиционного метода оценки окисленного глутатиона считались бы находящимися в состоянии окислительного стресса, оказалась совершенно здоровой. Позднее доктор Дик и его коллеги показали, что это верно не только для дрожжевых, но и для различных клеток высших организмов, в частности, млекопитающих, а также для раковых клеток.
Эти результаты означают, что уровень окисленного глутатиона не является показателем испытываемого клеткой окислительного стресса.
«Таким образом, важно переоценить результатов предыдущих исследований, в которых связь между окислительным стрессом и различными заболеваниями устанавливалась традиционным методом», - считает доктор Дик.
По материалам
Sicherheitsverwahrung für Oxidantien. Oxidativer Stress muss neu bewertet werden
Оригинальная статья:
Bruce Morgan, Daria Ezeriņa, Theresa N E Amoako, Jan Riemer, Matthias Seedorf, Tobias P Dick. Multiple glutathione disulfide removal pathways mediate cytosolic redox homeostasis
Abstract
Glutathione is central to cellular redox chemistry. The majority of glutathione redox research has been based on the chemical analysis of whole-cell extracts, which unavoidably destroy subcellular compartment–specific information. Compartment-specific real-time measurements based on genetically encoded fluorescent probes now suggest that the cytosolic glutathione redox potential is about 100 mV more reducing than previously thought. Using these probes in yeast, we show that even during severe oxidative stress, the cytosolic glutathione disulfide (GSSG) concentration is much more tightly regulated than expected and provides a mechanistic explanation for the discrepancy with conventional measurements. GSSG that is not immediately reduced in the cytosol is rapidly transported into the vacuole by the ABC-C transporter Ycf1. The amount of whole-cell GSSG is entirely dependent on Ycf1 and uninformative about the cytosolic glutathione pool. Applying these insights, we identify Trx2 and Grx2 as efficient backup systems to glutathione reductase for cytosolic GSSG reduction.
© «Сенсационные выводы немецких ученых: роль окислительного стресса в развитии болезней должна быть пересмотрена». Полная или частичная перепечатка материала разрешается при обязательной незакрытой от индексации, незапрещенной для следования робота активной гиперссылке на страницу Старение. Письменное разрешение обязательно.
Еще об окислительном стрессе
Окислительный стресс: а так ли он вреден, как предполагалось?
и о старении
Почему одни животные живут дольше, чем другие? Найдены белки, эволюция которых коррелирует с продолжительностью жизни
Генная терапия: первый успех в увеличении продолжительности жизни
Ученым удалось обратить вспять старение стволовых клеток
Как протеинкиназа TOR и рапамицин влияют на процесс старения
Как работает антивозрастная косметика на альфа-гидроксильных кислотах
Низкокалорийная диета не увеличивает продолжительность жизни макак резусов
Установлен белок, способствующий репарации ДНК в стареющих клетках
Немецкие ученые: старение непосредственно связано с активностью гена FoxO
Определены ключевые события начала клеточного старения
Гиперэкспрессия SIRT3 омолаживает стволовые клетки крови
Related Articles: |
