В защиту патогенных белков
Белковые отложения в клетках, связанные с такими заболеваниями, как Паркинсон и Альцгеймер, могут быть и полезными — по крайней мере, для дрожжевых клеток, как обнаружили биохимики из ETH Zurich. Исследователи нашли в этих клетках новую форму возрастных отложений и призывают пересмотреть взгляды на старение и деменцию.
Обычно старение рассматривают как следствие нарушения функций клеток. Например, у пожилых людей ломается внутренний контроль качества клеток, который обычно устраняет белки, потерявшие свою нормальную трёхмерную структуру. Эти деформированные белки накапливаются при таких заболеваниях, как Паркинсон и Альцгеймер.
Профессор биохимии ETH Zurich Ив Барраль считает такой взгляд слишком узким. Он игнорирует тот факт, что упомянутые прион-подобные белковые агрегаты могут иметь и положительный эффект, и их не стоит называть клеточной дисфункцией.
Старые клетки лучше справляются со стрессом
Этот вывод Барраль сделал на основе исследований дрожжевых клеток. В них был обнаружен новый тип белковых агрегатов, который появляется с возрастом. Эти агрегаты возникают не из-за поломки контроля качества, а наоборот — в клетках с такими агрегатами контроль качества работает даже лучше.
«Похоже, эти агрегаты помогают дрожжевым клеткам справляться с физиологическими изменениями, вызванными старением», — говорит Юха Саарикангас, первый автор исследования в журнале eLife.
Учёные полагают, что эти возрастные агрегаты формируются несколькими разными белками. Один прион-подобный белок уже идентифицирован. Какие ещё белки участвуют и почему агрегаты остаются в материнских клетках при делении — предмет дальнейших исследований.
Агрегаты улучшают память
Лишь в последние годы учёные начали предполагать, что агрегирующие белки в клетках могут играть положительную роль. Ещё в 2013 году группа Барраля показала, что дрожжевые клетки запоминают неудачные попытки полового размножения в форме агрегированных белков. Эти агрегаты служат молекулярной памятью для дрожжевых клеток.
Даже у мышей существует положительная связь между прион-подобными агрегатами и памятью. Несколько месяцев назад американские учёные показали, что мыши с такими скоплениями в нервных клетках демонстрируют более стабильную долговременную память.
«Плохой конец хорошей вещи»
Вопрос о том, являются ли возрастные белковые скопления в первую очередь неисправностью или нормальной функцией здоровых клеток, для Барраля — научный, в котором есть место и философии.
«Наше западное общество понимает старение как нечто преимущественно негативное, болезнь, с которой нужно бороться. Это мышление отражается в работе многих учёных, чьи исследования старения сосредоточены на поиске дефектов в клетках», — говорит он.
Другие общества больше ценят положительные эффекты старения, такие как возросший опыт и знания — взгляд, который соответствует новой роли агрегатов как хранилища информации или памяти для клеток.
«Мы всё ещё довольно небольшая группа учёных, которые говорят: агрегированные белки не патологичны — они не являются ни случайностью, ни дефектом», — говорит Барраль.
Скорее, эти белки агрегируют, потому что это их нормальная функция. Такие болезни, как Паркинсон и Альцгеймер, возникают только тогда, когда система выходит из равновесия и слишком много прион-подобных белков накапливается не в том месте клеток.
«Есть два аспекта старения. Да, вы умираете в конце процесса, и это негативно. Но вы умираете мудрым. И болезнь Альцгеймера, возможно, — плохой конец хорошей вещи», — заключает Барраль.