Повышение активности гена Sirt4 продлевает здоровую жизнь плодовых мушек

Новое исследование механизмов старения и долголетия показывает, что мушки-дрозофилы, у которых подавлена выработка белка Sirt4 (также присутствующего у людей), живут меньше, а мушки, модифицированные для производства дополнительного Sirt4, — дольше. Кроме того, мухи без Sirt4 демонстрируют повышенную чувствительность к голоданию, снижение фертильности и активности, а также неспособность использовать энергетические запасы организма.

Результаты позволяют предположить, что усиление активности Sirt4 может быть важным направлением для лечения возрастных метаболических нарушений, таких как диабет и ожирение, и продления здоровой жизни. Исследование опубликовано в Proceedings of the National Academy of Sciences.

Роль Sirt4 в метаболизме и долголетии

• Мушки, модифицированные для выработки избытка Sirt4, продемонстрировали увеличение здоровой продолжительности жизни на 20%.
• Удаление способности производить Sirt4 сократило их здоровую жизнь на 20%.
• Без Sirt4 мушки, лишённые пищи, быстро погибали, даже когда питательные вещества и жиры ещё присутствовали в их телах.

«Мы показали, что Sirt4 отвечает за регуляцию как продолжительности жизни, так и метаболизма у организма, и, в частности, координирует метаболический ответ на голодание», — сказал ведущий автор Джейсон Вуд. «Мы также продемонстрировали, что сверхэкспрессия гена Sirt4 может продлить жизнь мухи».

Sirt4 и митохондриальные сиртуины

Sirt4 принадлежит к классу белков — сиртуинам, которые регулируют аспекты долголетия, метаболизма, стабильности генома, диабета и нейродегенерации. Sirt4 находится в митохондриях — клеточных структурах, где происходят дыхание и производство энергии.

• Клетки человека содержат семь разных сиртуинов, включая три митохондриальных: Sirt3, Sirt4 и Sirt5.
• Клетки плодовой мушки содержат только один митохондриальный сиртуин — Sirt4.

«Мы впервые показываем, что увеличение активности митохондриального сиртуина может продлить жизнь», — заявил Вуд. «Ни одно предыдущее исследование не обнаруживало, что увеличение активности митохондриального сиртуина, такого как Sirt4, продлевает здоровую жизнь живого организма».

Механизм «метаболического переключателя»

Исследование также показывает, что Sirt4 может быть геном, ответственным за метаболическое действие голодания, в частности, за регулирование момента, когда организм переключается с использования углеводов на жиры.

«Sirt4 участвует в "переключении топлива" во время голодания, — сказал старший автор исследования Стивен Хелфанд. — Без Sirt4 муха не может получить доступ ко многим питательным веществам и запасённым жирам при голодании».

Учёные знают, что временное голодание полезно для перезагрузки метаболизма организма. Сиртуины, вероятно, играют в этом механизме роль. «Мы хотим лучше понять роль сиртуинов и их вовлечённость в пути ограничения калорий», — отметил Хелфанд.

Перспективы для исследований

Результаты служат отправной точкой для объяснения того, как работает Sirt4. Ранее Вуд участвовал в исследованиях ресвератрола — активатора сиртуинов, связанного с замедлением старения. Исследования показывают, что ресвератрол активирует белок Sirt1. Теперь учёные хотят выяснить, что активирует Sirt4.

«Мы считаем Sirt4 привлекательной мишенью для помощи в улучшении метаболических заболеваний и, возможно, продлении здоровой жизни, — сказал Хелфанд. — В живых мухах мы увидели, что это работает, но мы не уверены, как именно».

Исследования на клетках и тканях млекопитающих дали противоречивые результаты о влиянии митохондриальных сиртуинов на метаболизм. Плодовая мушка с её единственным митохондриальным сиртуином предлагает «чёткую, сфокусированную возможность нарушить работу именно этого белка», что даёт прямой подход для оценки основных функций митохондриальных сиртуинов.

«Это исследование было основано на модели целого живого организма, — подчеркнул Вуд. — Мы могли видеть, что происходит в живой мухе после того, как мы деактивировали или сверхэкспрессировали ген».