Исследователи описали молекулярный механизм, связывающий недостаток калорий с увеличением срока жизни. Как и следовало ожидать, всё свелось к усилению контроля состояния ДНК, чему способствует недостаток питательных веществ.
Исследователи описали молекулярный механизм, связывающий недостаток калорий с увеличением срока жизни. Как и следовало ожидать, всё свелось к усилению контроля состояния ДНК, чему способствует недостаток питательных веществ.
Низкокалорийная диета способствует увеличению срока жизни, в пользу чего говорят результаты многочисленных экспериментов. Но как эта взаимосвязь реализуется на молекулярном уровне? Исследователи из
Стэнфордского университета (США) сообщают, что им удалось найти белок, который «чувствует» недостаток питательных веществ и отдаёт соответствующие команды другим белкам, следящим за делением клетки. Именно так, по мнению учёных, он и отвечает за увеличение срока жизни. Фермент, о котором идёт речь, называется АМРК, АМФ-активируемая протеинкиназа. Как и у прочих ферментов этого класса, его работа заключается в пришивании остатка фосфорной кислоты к другим белкам, что, в свою очередь, влияет на их активность. Ранее в этой же лаборатории под руководством Анны Брюне были получены данные, указывающие на прямую связь этой протеинкиназы с продолжительностью жизни у червей. В новой статье, опубликованной в журнале
Molecular Cell, учёные рассказывают о том, какие эффекты этого белка им удалось обнаружить в клетках человека. Чтобы узнать, как АМРК работает в человеческих клетках, исследователи пошли на хитрость. Фермент снимает остаток фосфорной кислоты с молекулы-донора и пересаживает её на молекулу белка. Они сконструировали слегка изменённый вариант фермента, чтобы он мог работать с модифицированным фосфатом, который по размеру оказывался чуть бόльшим, чем обычный остаток фосфорной кислоты. В качестве модификации к фосфату была прикреплена специальная метка, позволявшая определить, к какому белку АМРК его прикрепил. Таким образом учёным удалось найти 32 белка, которые АМРК непосредственно фосфорилирует, причём 28 из них в контактах с ферментом до этого замечены не были. Некоторые из белков-клиентов АМРК участвуют в регуляции клеточного цикла. Фермент реагирует на присутствие молекулы АМФ, которая представляет собой расщеплённую форму
АТФ, главной энергетической молекулы клетки. Накопление АМФ означает, что поток питательных веществ в клетку слабеет, и метаболизм начинает подстраиваться под новые условия. В этом случае клетке в первую очередь необходимо завершить клеточное деление - процесс, когда геном перераспределяется между дочерними клетками и довольно сильно подвержен влиянию разных стрессовых факторов. Завершив
митоз, клетка может спокойно встретить голодный стресс, не опасаясь за состояние ДНК. АМРК следит за тем, правильно ли протекает клеточное деление, нет ли нарушений в
репликации ДНК и т. д. Одним словом, недостаток калорий приводит к усилению контроля над геномом. Такой усиленный контроль предотвращает появление различных повреждений ДНК, которые служат причиной процессов старения или возникновения рака. По словам исследователей, дальнейшие исследования активности самого АМРК или тех белков, под управлением которых он находится, помогли бы открыть новые подходы к терапии рака и возрастных заболеваний. Подготовлено по материалам
Стэнфордского университета.
