Антиэйдж-подсказки скрыты в лизосомах — клеточных центрах переработки
Ученые из Медицинского колледжа Бейлора, Медицинского института Говарда Хьюза (HHMI) и других институтов сообщают в журнале Nature Cell Biology, что лизосомы круглых червей производят молекулы, которые позволяют клеткам «общаться» друг с другом о старении, координируя этот процесс во всем организме.
Десятилетиями студенты-биологи учили, что лизосомы — крошечные мешочки, обнаруженные почти во всех клетках — имеют единственную задачу: поглощать частицы чужеродного материала и изношенные части клеток. Цель? Разложить их для переработки. Но этот урок, возможно, скоро придется пересмотреть.
Доктор Мэн Ван, профессор и глава кафедры старения молекулярной и человеческой генетики имени Роберта К. Файфа, а также исследователь в HHMI в Бейлоре, последние семь лет изучала связь между долголетием и сигналами, которые производят лизосомы.
Долголетие, кажется, течет в крови Ван — ее бабушки по отцовской и материнской линии дожили до 100 и 95 лет соответственно. «Ни одна из них не была больна, и почему они умерли, остается загадкой», — сказала она. «Это заставляет меня чувствовать, что есть какой-то секрет долголетия, и если мы сможем его изучить, то, возможно, применим эти знания для всех».
«Клетки в разных органах и тканях тела постоянно посылают друг другу сигналы», — сказала Ван, член Онкологического центра Дэна Л. Дункана в Бейлоре. «Когда мы молоды, все связано и общается, но с возрастом некоторые из этих связей теряются, и функции снижаются».
Продление жизни
К 2050 году, согласно отчету ООН за 2019 год, ученые ожидают, что число людей в мире в возрасте 65 лет и старше удвоится до 1,5 миллиарда. А старение, как известно ученым, связано с повышенной вероятностью заболеваний и других проблем со здоровьем.
«Это объясняет, почему исследования лизосом и долголетия резко активизировались в последние годы», — сказал доктор Сяочэнь Ван, биофизик из Китайской академии наук (CAS) в Пекине, специализирующийся на лизосомах. «Ученые знают уже более 50 лет, что белки, липиды и другие молекулы имеют тенденцию накапливаться в старых клетках, но только сейчас люди стали уделять больше внимания этим данным», — сказал Сяочэнь Ван.
Поскольку лизосомы являются местом сброса клеточных отходов, исследователи изучают их более подробно, подозревая связь со старением. За последнее десятилетие ученые показали, что лизосомы служат платформой, которую клетка использует для отправки сообщений о своем общем состоянии, например, об уровне глюкозы и стрессе. В 2015 году группа Мэн Ван была одной из первых, кто обнаружил специфические антиэйдж-сигналы, производимые лизосомами у круглого червя C. elegans.
Сяочэнь Ван говорит, что эта работа выделяется, потому что она проводилась на живом организме, а не на культивируемых клетках, которые исследователи обычно используют для изучения лизосом. Кроме того, те эксперименты показали, как одна конкретная молекула, высвобожденная из лизосом, перемещалась в ядро клетки и действовала как сигнал, продлевающий жизнь червя. «Это очень красивая работа», — сказала она.
От одной клетки к другой
Это исследование делает шаг вперед. В работе под руководством аспирантки Мэн Ван, Марции Савини, команда Бейлора обнаружила, что когда лизосомы производят жирную кислоту под названием дигомо-гамма-линоленовая кислота, начинается цепная реакция клеточных сообщений, которая в конечном итоге продлевает жизнь червей. Когда исследователи усилили эту сигнализацию жирной кислоты, черви жили 20–25 дней вместо нормальной продолжительности жизни в 17 дней. Ключевым моментом стало то, что сигнальная молекула генерировалась в жировой ткани, но обнаруживалась нейронами в других частях червей. Это означает, что лизосомы производят сигналы, которые клетки используют для координации долголетия в разных тканях.
«Это действительно помогает нам понять, как регулируется долголетие на уровне целого организма», — сказала Мэн Ван.
Сегодня Мэн Ван и ее команда продолжают охотиться за другими молекулами, которые производят лизосомы и которые могут действовать как антиэйдж-сигналы. «Еще так много предстоит раскрыть, — сказала она, — например, выяснить, когда молекулы начинают действовать как сигналы, как они регулируют старение и как эта функция угасает с возрастом».
«Цель не в том, чтобы все жили веками, — сказала Мэн Ван, — а в том, чтобы люди проводили свои последние годы здоровыми, активными и независимыми — прямо как мои бабушки. Мне страстно интересно узнать, как люди и организмы сохраняют здоровье с течением времени».