Старение и механизмы, стоящие за ним, остаются одним из самых тщательно охраняемых секретов жизни.
По мере того, как мы стареем, наши клетки начинают проявлять признаки стресса, и активируются определенные пути для повторного использования и восстановления их механизмов.
Группа исследователей из Медицинского университета Южной Каролины (MUSC) недавно охарактеризовала нового игрока в этих путях, белок, который они назвали P17/PERMIT.
Команду возглавил Бесим Огретмен, доктор философии, председатель SmartState Endowed в области липидомики и открытия лекарств в MUSC и соруководитель программы исследований в области терапии рака развития в онкологическом центре Холлингса. Команда сообщает о своих выводах в сентябрьском выпуске журнала Science Advances за 2019 год.
Это открытие может дать критическую информацию о возрастных заболеваниях, таких как рак и болезнь Альцгеймера, состояниях, при которых митохондриальная функция нарушается.
Митохондрии функционируют как двигатели нашего тела, используя кислород, которым мы дышим, для сжигания топлива, которое мы потребляем. По мере старения митохондрии становятся склонными к утечке энергии, которую они производят. Эта энергия перезаряжает кислород в наших клетках, что приводит к высокореактивным радикалам кислорода, которые наш организм пытается очистить с помощью антиоксидантов.
Дырявые митохондрии - плохая новость для клетки. Таким образом, церамид, молекула, которая вырабатывается в ответ на клеточный стресс и повреждение, посылает сигнал, запускающий переваривание старых митохондрий. Этот процесс известен как «митофагия». Когда клетка слишком сильно повреждена для нормального восстановления, церамид может вместо этого сигнализировать клеткам о контролируемой гибели клеток.
Что делает PERMIT захватывающим, так это роль, которую он выполняет на начальных этапах митохондриальной регуляции. В ответ на стресс клетка начинает вырабатывать фермент, ответственный за производство церамида. PERMIT связывается с новообразованным ферментом и тащит его в митохондрии. Затем фермент, известный как CerS1, может массово производить церамид в точном месте, необходимом для митохондриальной регуляции.
«Очень интересно, что мы смогли обнаружить и охарактеризовать PERMIT», - сказала Наталья Олейник, доктор философии, ученый из группы Огретмена, ответственная за открытие CerS1. «Вызывая клеточный стресс и отслеживая различные белки, которые связывают CerS1, мы смогли показать, что PERMIT был белком, ответственным за перенос CerS1 в митохондрии».
Понимая, как клетка реагирует на стресс и как используются белки, контролирующие стресс, команда MUSC стала еще на один шаг ближе к пониманию изнурительных состояний, возникающих в результате накопления дефектных митохондрий.
Раковые клетки могут полагаться на дефектные митохондрии для обеспечения своего роста и развития, игнорируя нормальные сигналы, которые заставят их самоуничтожиться.
Между тем неправильно свернутые белки, которые накапливаются и способствуют патологии Альцгеймера, могут начинаться с неправильной очистки поврежденных митохондрий.
Разгадывая секреты поддержания митохондрий, команда MUSC надеется однажды разработать терапевтическое средство, которое будет имитировать сигналы, подаваемые керамидами, что позволит правильно очищать поврежденные митохондрии.
«Мы пытаемся понять связь между раком и болезнью Альцгеймера, и этот белок может быть связующим звеном», - сказал Огретмен в отношении PERMIT. «Наша идея состоит в том, что, не меняя PERMIT, мы можем генерировать церамиды в митохондриях с помощью целенаправленных терапевтических средств. Это было бы лучше для обоих заболеваний, поскольку помогло бы лечить рак и решить проблемы, связанные с болезнью Альцгеймера."