Учёные включили "фонтан молодости" в дрожжах

Исследователи из Университета Джонса Хопкинса и Национального тайваньского университета научились управлять продолжительностью жизни одноклеточных дрожжей, удаляя и восстанавливая функции белков, связанных со старением.

Химическая модификация "фермента-датчика топлива", который чувствует энергию в клетке, действует как часы старения: она присутствует в молодых организмах и постепенно уменьшается по мере старения дрожжевых клеток.

В статье в журнале Cell от 16 сентября учёные описывают, как они обнаружили новый уровень регуляции этого возрастного белкового варианта. Удаление модификации сокращало жизнь организма, а её восстановление — значительно продлевало.

Это открытие раскрывает молекулярные компоненты пути старения у дрожжей, который, по-видимому, связан с путём, регулирующим долголетие у людей, — отмечает Джеф Боке, директор Центра высокопроизводительной биологии и Технологического центра сетей и путей в Медицинской школе Университета Джонса Хопкинса.

"Этот контроль долголетия не зависит от ранее описанного у дрожжей механизма, связанного с ограничением калорий. Мы считаем, что впервые обнаружили биохимический путь к молодости и старению, не связанный с диетой", — говорит Боке.

Химическая модификация, известная как ацетилирование (добавление ацетильной группы к молекуле), — это своего рода "украшение", которое может появляться на белке и исчезать с него. В данном случае речь идёт о белке Sip2. Ацетилирование может сильно менять функцию белка, помогая организму адаптироваться к среде. До сих пор оно не было напрямую связано с путём старения, поэтому это совершенно новая роль и потенциальная мишень для стратегий профилактики или лечения.

Команда показала, что ацетилирование белка Sip2 влияет на долголетие, определяемое по количеству делений дрожжевой клетки ("репликативная продолжительность жизни"). Нормальный срок в естественных дрожжах — 25 делений. У генетически модифицированных дрожжей с восстановленной химической модификацией срок жизни увеличился до 38 делений, то есть примерно на 50%.

Исследователи манипулировали продолжительностью жизни дрожжей, мутируя определённые химические остатки, чтобы имитировать ацетилированную и деацетилированную формы белка Sip2. Они работали с живыми дрожжами в чашке Петри, измеряя и сравнивая продолжительность жизни естественных и генетически изменённых типов, удаляя почки каждые 90 минут. Средняя продолжительность жизни нормальных дрожжей — около 25 поколений, что означало удаление 25 новых дочерних клеток от материнской. По мере старения дрожжей каждое новое поколение развивается дольше, поэтому каждый раунд эксперимента длился от двух до четырёх недель.

"Мы провели терапию против старения на дрожжах, — говорит первый автор исследования Цзинь-Ин Лу. — Когда мы возвращаем это ацетилирование белка, мы спасаем от сокращения продолжительности жизни старые клетки. Наша следующая задача — доказать, что это явление происходит и в клетках млекопитающих".