Роль суперсульфидов в регуляции функции митохондрий и долголетия
Суперсульфиды — соединения с серо-серными связями — играют ключевую роль в энергетическом метаболизме, развитии, иммунной защите и предотвращении хронических заболеваний. Цистеинил-тРНК-синтетаза (CARS) критически важна для синтеза и включения этих суперсульфидов в белки, но их физиологические функции in vivo оставались неясными.
Исследование, проведенное японской командой под руководством Акиры Нисимуры из NAIST и опубликованное в Redox Biology, показало, что цистеинперсульфид (CysSSH) — суперсульфид, синтезируемый CARS — регулирует клеточное долголетие у дрожжей Saccharomyces cerevisiae.
Ученые создали мутантный штамм дрожжей с измененным геном CARS, который сохранял способность к синтезу белка, но производил меньше CysSSH. Этот мутант имел значительно сокращенный срок жизни: около 50% клеток становились нежизнеспособными в первую неделю, тогда как клетки дикого типа (WT) оставались жизнеспособными в два раза дольше. Нормальное долголетие мутанта удалось восстановить, внешне индуцировав продукцию обычного фермента CARS в цитозоле и митохондриях.
Дальнейшие эксперименты выявили, что мутант с дефицитом CARS страдал от аномального энергетического метаболизма митохондрий и повышенного стрессового ответа эндоплазматического ретикулума. Однако эти негативные эффекты можно было обратить вспять, добавляя в среду доноры суперсульфидов, такие как дисульфид натрия (Na2S2).
"Насколько нам известно, это первая демонстрация контроля долголетия, зависимого от CARS и суперсульфидов, который опосредован митохондриальным дыханием и регуляцией качества белка", — подчеркивает Нисимура.
Поскольку механизмы регуляции продолжительности жизни, связанные с суперсульфидами, вероятно, широко консервативны у высших организмов, включая человека, их потребление может способствовать предотвращению старения и продлению здоровой жизни. Кроме того, учитывая, что аномальный митохондриальный метаболизм и стресс эндоплазматического ретикулума являются признаками многих заболеваний (сердечных, Альцгеймера, Паркинсона, рака), суперсульфиды обладают огромным нераскрытым медицинским потенциалом.