В мітохондріях знайшли головний секрет довголіття

Вчені Інституту біології старіння Суспільства Макса Планка в Німеччині виявили новий механізм старіння, пов'язаний з мітохондріями і лизосомами. Результати дослідження допомагають пояснити, чому функції мітохондрій погіршуються з віком не тільки у ссавців, включаючи людину, але й у багатьох інших тварин. Стаття дослідників, розкриває головний секрет довгого життя, опублікована в журналі Nature Metabolism.

Відомо, що мітохондрії не тільки забезпечують клітину енергією у вигляді молекул АТФ, але також відіграють важливу й складну роль у процесі старіння. З віком ефективність мітохондрій знижується, що пов'язано із запальними реакціями, однак, з іншого боку, помірне зниження активності органел може стимулювати захисні реакції, які сприяють довголіттю. У ссавців функції мітохондрій регулює ряд регуляторних молекул (PGC-1?, YY1 і NRF10), але у безхребетних ці фактори відсутні.

Щоб визначити механізми, контролюючі функції мітохондрій, загальні для багатоклітинних, вчені провели генетичний скринінг регуляторних молекул у модельній нематоди Caenorhabditis elegans. Для цього вони викликали у дорослих черв'яків репродуктивну діапаузу — довготривалий стан спокою, що настає при голодуванні. Під час діапаузи перебудовується фізіологія і метаболізм. Дослідників цікавило, які молекули при виході з цього стану впливають на ген cco-1, що кодує цитохром-с-оксидазу (комплекс IV) — важливий компонент мітохондрій, бере участь у клітинному диханні.

Вчені використовували метод РНК-інтерференції, при якому малі молекули РНК, впроваджені в організм, пригнічує активність різних регуляторних молекул: факторів транскрипції, рецепторів ядра клітини, регуляторів хроматину (речовини ядра клітини) і ферментів, включаючи фосфатази і кінази. Всього було визначено 30 молекул-кандидатів, що впливають на активність cco-1.

Одну з найважливіших ролей відіграє ядерний транскрипційний фактор NFYB-1, який є компонентом (субодиницею) транскрипційного комплексу. Придушення NFYB-1 призводить до порушення активності мітохондріальних генів, зниження споживання кисню, руйнування мітохондрій і скорочення тривалості життя модельного організму.

Дослідники з'ясували, що транскрипційний фактор контролює інший білок — просапозин. Це з'єднання локалізується в лізосомах, де відбувається руйнування і переробка молекул. Якщо ж обмежити активність просапозина, то мітохондрії, навпаки, відновлюють свої функції, а тривалість життя збільшується. Схожий ефект відбувається при додаванні кардіоліпіну — важливого компонента внутрішньої мембрани мітохондрій, з яким взаємодіє просапозин.

Категория: Наука