Ученые из Медицинского колледжа Бэйлора, Медицинского института Говарда Хьюза (HHMI) и сотрудничающих учреждений сообщают в журнале Nature Cell Biology, что лизосомы круглых червей производят молекулы, которые позволяют клеткам «говорить» друг с другом о старении, координируя процесс на всем протяжении. организм.

На протяжении десятилетий студенты -биологи знали , что лизосомы — крошечные мешочки, находящиеся почти во всех клетках, — имеют единственную задачу: поглощать кусочки чужеродного материала и изношенные части клеток. Прицел? Чтобы разобрать их на переработку. Но этот урок, возможно, скоро потребует пересмотра.

Доктор Мэн Ван, профессор и заведующий кафедрой молекулярной генетики и генетики человека Роберта К. Файфа, а также исследователь HHMI в Бэйлоре, провел последние семь лет, изучая связь между долголетием и сигналами, которые производят лизосомы.

Похоже, что долголетие глубоко укоренилось в крови Ван — ее бабушки по отцовской и материнской линии дожили до 100 и 95 лет соответственно. «Ни один из них не был болен, и почему они умерли, остается загадкой», — сказала она. «Это заставляет меня чувствовать, что есть какой-то секрет долголетия, и если мы сможем его изучить, возможно, мы сможем использовать это знание и применить его ко всем».

«Клетки в различных органах и тканях вокруг тела постоянно посылают сигналы друг другу», — сказал Ван, член Комплексного онкологического центра Дэна Л. Дункана в Бэйлоре. «Когда мы молоды, все взаимосвязано и взаимодействует, но с возрастом некоторые из этих связей теряются и функции снижаются».

Продление жизни

Согласно отчету ООН за 2019 год, к 2050 году ученые ожидают, что число людей во всем мире в возрасте от 65 лет удвоится и достигнет 1,5 миллиарда. А с возрастом, как известно ученым, повышается вероятность болезней и других проблем со здоровьем.

«Это объясняет, почему исследования лизосом и долголетия в последние годы получили широкое распространение», — сказал доктор Сяочэнь Ван, биофизик из Китайской академии наук (CAS) в Пекине, специализирующийся на лизосомах. «Ученым уже более 50 лет известно, что белки, липиды и другие молекулы имеют тенденцию накапливаться в старых клетках, но только сейчас люди стали обращать больше внимания на эти данные», — 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, таких как уровень глюкозы и уровень стресса. В 2015 году группа Мэн Вана одной из первых обнаружила специфические антивозрастные сигналы, производимые лизосомами у аскарид C. elegans.

Сяочэнь Ван говорит, что работа выделяется тем, что она была проведена в живом организме , а не в культивируемых клетках, которые исследователи обычно используют для изучения лизосом. Кроме того, эти эксперименты показали, как одна конкретная молекула, высвобождаемая из лизосом, добиралась до ядра клетки и действовала как сигнал, увеличивающий продолжительность жизни червя. «Это очень красивая работа, — сказала она.

Из одной клетки в другую

Это исследование продвигает исследование еще на один шаг вперед. В работе под руководством доктора философии Мэн Вана. студентка Марция Савини, команда Бэйлора обнаружила, что когда лизосомы производят жирную кислоту, называемую дигомо-гамма-линолевой кислотой, начинается цепная реакция клеточных сообщений, которая в конечном итоге продлевает жизнь червей. Когда исследователи набрали этот сигнал жирной кислоты, черви жили от 20 до 25 дней, что превышает нормальную продолжительность жизни в 17 дней. Важно отметить, что сигнальная молекула генерировалась в жировых тканях, но обнаруживалась нейронами в других местах червей. Это означает, что лизосомы производят сигналы, которые клетки используют для координации продолжительности жизни в разных тканях.

«Это действительно помогает нам понять, как продолжительность жизни регулируется на уровне всего организма», — сказал Мэн Ван.

Сегодня Мэн Ван и ее команда продолжают искать другие молекулы, которые вырабатывают лизосомы и которые могут действовать как антивозрастные сигналы. «Еще многое предстоит открыть, — сказала она, — например, выяснить, когда молекулы начинают действовать как сигналы, как они регулируют старение и как эта функция с возрастом ослабевает».

«Цель не в том, чтобы все жили веками, — сказал Мэн Ван, — а в том, чтобы люди провели свои последние годы здоровыми, активными и независимыми — как мои бабушки. Мне интересно знать, как люди и организмы поддерживают здоровье с течением времени.»