Голод продлевает жизнь дрожжам

Исследователи из Университета Джонса Хопкинса обнаружили новый биохимический механизм, влияющий на продолжительность жизни дрожжевых клеток, который, вероятно, работает и у людей.

Их выводы, опубликованные 20 марта в журнале Cell, показывают, что производство глюкозы сильно зависит от крупного ферментного комплекса NuA4, известного своей ролью в репарации повреждённой ДНК. Оказалось, что он влияет на продолжительность жизни дрожжей через общий химический процесс — ацетилирование.

В серии экспериментов команда показала, что при постоянном ацетилировании комплекс ферментов NuA4 заставляет дрожжевые клетки жить дольше, чем в нормальных условиях.

Учёные генетически модифицировали дрожжевые клетки, создав одну форму, имитирующую постоянно ацетилированный фермент, и другую — постоянно деацетилированную. Сравнив эти мутанты с неизменённой клеткой, они обнаружили, что:

• Постоянно ацетилированная форма жила на 20% дольше неизменённой клетки.
• Постоянно деацетилированная форма имела сокращение продолжительности жизни на 80% по сравнению с неизменённой клеткой.

"Поскольку комплекс NuA4 высоко консервативен среди видов, то, что мы нашли у дрожжей, справедливо и для людей", — объясняет Хэн Чжу, доктор философии, доцент фармакологии и молекулярных наук.

Используя дрожжевой протеомный чип (стеклянную пластину, содержащую 5800 или более 80% всех белков, кодируемых дрожжами), исследователи нашли специфические молекулярные мишени комплекса NuA4.

Проанализировав чип и отметив, какие белки приобретали ацетильную группу после добавления NuA4, команда идентифицировала более 90 возможных мишеней. Протестировав случайный набор из 20, они подтвердили 13 из них как мишени NuA4.

Важнее простого расширения списка известных мишеней с трёх до 13, команда впервые показала, что ацетилирование контролирует активность фермента Pck1p, критически важного для производства сахара у дрожжей и, вероятно, у человеческих клеток. Активность этого же фермента контролирует и фермент Sir2, который удаляет ацетильную группу. Sir2, согласно недавним исследованиям на млекопитающих, сильно вовлечён в процессы старения и ряд заболеваний.

"Новая функция, которую мы определили для Pck1p, — это регуляция производства глюкозы, то, что делают все клетки, чтобы выжить в условиях голода", — поясняет Чжу.

Исследование, финансируемое программой NIH Roadmap, стало результатом работы Центра высокопроизводительной биологии (HiT Center) Института фундаментальных биомедицинских наук Джонса Хопкинса.