Секрет долгой жизни? Для червей ключевым оказался белок клеточной утилизации

Учёные из Института медицинских открытий Санфорд-Бёрнем Пребис показали, что черви живут дольше, если производят избыточные уровни белка p62, который распознаёт токсичные клеточные белки, помеченные для уничтожения. Открытие, опубликованное в Nature Communications, может помочь найти методы лечения возрастных заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера, часто вызываемых накоплением неправильно свёрнутых белков.

Исследования, включая наши, показали, что продолжительность жизни можно увеличить, усиливая аутофагию — процесс, который клетки используют для деградации и переработки старых, сломанных и повреждённых клеточных компонентов. Ранее было известно, что аутофагия связана со старением, но влияние p62, белка селективной аутофагии, на долголетие было неизвестно.

Раньше считалось, что клеточная утилизация работает одинаково для всех отходов. В последние годы исследователи узнают, что аутофагия может быть высокоселективной — клетка использует разные "мусоровозы", такие как белок p62, для доставки разных типов "мусора" в клеточные "центры переработки". Например, известно, что p62 селективно доставляет агрегированные белки и изношенные митохондрии ("электростанции" клетки) в центры утилизации.

Чтобы лучше понять роль p62 в клеточной утилизации и долголетии, учёные использовали для исследований короткоживущих прозрачных круглых червей C. elegans. Ранее команда Хансен обнаружила, что уровни p62 повышаются после кратковременного теплового шока у червей. Это оказалось полезным для животных и необходимым для долголетия, вызванного мягким тепловым стрессом.

Эти находки побудили учёных генетически модифицировать C. elegans для производства избыточных уровней белка p62. Вместо обычной трёхнедельной продолжительности жизни эти черви жили месяц — что эквивалентно увеличению продолжительности жизни на 20–30%. Исследователи с интересом обнаружили, что, увеличивая уровни "мусоровоза" p62, "центры переработки" становились более многочисленными и могли перерабатывать больше "мусора", что указывает на то, что p62 является драйвером процесса утилизации.

Теперь, когда подтверждено, что селективная аутофагия важна для долголетия, следующим шагом станет идентификация того, какой вредный клеточный "мусор" она удаляет. С этими знаниями можно будет нацелиться на специфические клеточные компоненты, являющиеся факторами риска для долголетия.

Многие возрастные заболевания, включая болезни Альцгеймера и Хантингтона, вызваны накоплением токсичных, неправильно свёрнутых белков. Хансен и Кумста ранее показали, что повышенные уровни p62 способны улучшить продолжительность жизни в модели болезни Хантингтона на C. elegans. Учёные надеются, что изучение селективной аутофагии через такие белки, как p62, может привести к терапиям, очищающим белки, вредные для долгой и здоровой жизни. Поиск возможных терапевтических путей для возрастных заболеваний становится всё более важным по мере старения населения США: примерно через десять лет около 20% американцев — около 71 миллиона человек — будут старше 65 лет и подвержены более высокому риску хронических заболеваний.

Хотя учёные видят большой потенциал в своих выводах — и обнадёжены тем, что преимущества увеличения уровней p62 для долголетия, по-видимому, эволюционно консервативны, как показало недавнее исследование на плодовых мушках — они призывают к осторожности в прямых переводах на людей: высокие уровни p62 связаны с раком у человека.

Учитывая известную связь между p62 и раком, ещё важнее детально картировать процесс селективной аутофагии от начала до конца. Обладая этой информацией, можно будет усилить полезные функции p62 в селективной аутофагии и найти терапевтические средства, способствующие здоровому старению.