Старение: что лежит в основе митохондриального стрессового ответа

Ученые из EPFL обнаружили ферменты, играющие центральную роль в стрессовых ответах, защищающих митохондрии от стресса и способствующих здоровью и долголетию.

Митохондрии, производящие энергию из пищи, могут подвергаться стрессу и повреждениям. В ответ они запускают защитные механизмы — биохимические "домино"-пути, помогающие восстановить дефекты и улучшить их состояние.

Стресс митохондрий тесно связан со старением и возрастными заболеваниями, включая болезни метаболизма, сердечно-сосудистой и нервно-мышечной систем, а также некоторые виды рака. Для адаптации к изменяющимся условиям клетки митохондрии эволюционно развили несколько путей стрессового ответа, но их регуляция оставалась малоизученной.

Группа ученых под руководством Йохана Ауверкса обнаружила, что митохондриальный стресс вызывает глобальные и специфические эпигенетические изменения. В них участвуют ферменты гистоновые ацетилтрансферазы, которые раскручивают компактную ДНК в ядре клетки для активации генов.

Исследуя хроматин нематоды C. elegans (модельный организм для изучения старения), ученые выяснили, что гистоновая ацетилтрансфераза CBP-1 критически важна для эпигенетических изменений при митохондриальном стрессе. Она преобразует стрессовый сигнал в скоординированную транскрипцию генов, участвующих в ответе на стресс.

"Полезные эффекты митохондриального стрессового ответа — устойчивость к инфекциям, улучшение протеостаза против агрегации амилоида-β (одного из виновников болезни Альцгеймера) и продление жизни — почти полностью зависят от этих эпигенетических изменений", — говорит Территти Янг Ли, первый автор исследования.

Анализ данных мышей и людей, а также исследования с потерей функции в клетках млекопитающих, показали, что этот эпигенетический механизм регуляции стрессового ответа, здоровья и продолжительности жизни консервативен и для мышей, и для человека.

"Наша работа выявляет эволюционно консервативный узел сигналинга митохондриального стресса, который защищает функцию митохондрий и способствует здоровью и долголетию", — отмечает Йохан Ауверкс. — "Мы убеждены, что препараты, нацеленные на эти пути, могут быть перспективны для сдерживания процесса старения".

Исследование опубликовано в Nature Aging.