Ученые из Корейского института науки и технологий смогли увеличить продолжительность жизни круглых червей Caenorhabditis elegans, нематод длиной в миллиметр, которые обычно используются в лабораторных испытаниях, влияя на несколько белков, участвующих в мониторинге потребления энергии клетками.[1]
В клетках круглого червя белки VRK-1 (от англ. Vaccinia related kinase 1) и АМФК (АМФ-активируемая протеинкиназа) работают в тандеме. VRK-1 приказывает АМФК приступить к работе, прикрепляя к нему молекулу фосфата, состоящую из одного атома фосфора и четырех атомов кислорода. Роль АМФК заключается в мониторинге уровней энергии в клетках.
Ученые обнаружили, что активность мониторинга клеточной энергии, обеспечиваемая белками VRK-1 и АМФК повышается при низком клеточном энергетическом статусе. Это происходит за счет снижения митохондриального дыхания, то есть ряда метаболических химических реакций, которые используют кислород, чтобы преобразовать макроэлементы из пищи в энергетическую «валюту», которую клетки тратят на выполнение своих функций.
Известно, что митохондрии, энергетические двигательные камеры в клетках, играют решающую роль в старении, а ухудшение функционирования митохондрий связано с возрастными заболеваниями. В то же время было показано, что мягкое ингибирование митохондриального дыхания способствует долголетию у ряда видов, включая мух и млекопитающих.
Используя целый ряд различных биологических инструментов исследования, включая введение чужеродных генов в червя, группа исследователей смогла понизить активность гена, который говорит клеткам производить белок VRK-1. Этот ген практически не изменился в ходе эволюции, поэтому он есть у большинства сложных организмов, в том числе и людей.
Избыточная экспрессия или увеличенная продукция белка VRK-1 увеличивала продолжительность жизни червей C. elegans, которые обычно живут всего две-три недели, а ингибирование VRK-1, напротив, сократило срок его жизни.
Исследователям удалось воспроизвести этот эксперимент в культуре человеческих клеток, что позволило им предположить, что белок VRK-1 также функционирует как фактор, управляющий долголетием человека. Лекарства, нацеленных на этот фактор, могли бы повысить продолжительность жизни, а также подсказать новые терапевтические стратегии для борьбы с нарушениями обмена веществ, которые связаны с химическими реакциями и заболеваниями митохондрий.
Использованы фото Shutterstock/FOTODOM UKRAINE
- Sangsoon Park, Murat Artan, Seung Hyun Han, Hae-Eun H. Park, Yoonji Jung, Ara B. Hwang, Won Sik Shin, Kyong-Tai Kim, Seung-Jae V. Lee. VRK-1 extends life span by activation of AMPK via phosphorylation. Science Advances, 2020; 6 (27): eaaw7824 DOI: 10.1126/sciadv.aaw7824
