Может ли измерение белковых сгустков в наших клетках стать новым способом узнать риск возникновения возрастных заболеваний, которые также являются заместителями директора Института молекулярной биологии (IMB) в Майнце, предлагают концепцию «часов агрегации белка» для измерения старения и здоровья в новая перспективная статья, опубликованная в журнале Nature Cell Biology.
С возрастом ДНК и белки, составляющие наше тело, постепенно претерпевают изменения, из-за которых наше тело больше не работает так же хорошо, как раньше. Это, в свою очередь, делает нас более склонными к развитию возрастных заболеваний, таких как сердечно-сосудистые заболевания , рак и болезнь Альцгеймера.
Одним из важных изменений является то, что белки в наших клетках иногда могут неправильно сворачиваться и слипаться вместе, образуя агрегаты, так называемые амилоиды. Неправильное сворачивание и агрегация могут произойти с любым белком , но определенная группа белков, известная как внутренне неупорядоченные белки (IDP), особенно склонна к образованию амилоидов.
IDP составляют около 30% белков в наших клетках и характеризуются отсутствием фиксированной структуры. Вместо этого они гибкие и динамичные, колеблющиеся, как пряди приготовленных спагетти.
Хотя молекулярные механизмы широко обсуждаются и являются важным аспектом фундаментальных исследований, ученые знают, что агрегаты, образующиеся из IDP, имеют тенденцию накапливаться во многих долгоживущих клетках, таких как нейроны или мышечные клетки, с возрастом. Более того, они могут вызывать многие возрастные заболевания, особенно нейродегенеративные заболевания, такие как болезнь Альцгеймера и Паркинсона.
Таким образом, наличие большого количества агрегатов в клетке может быть индикатором того, насколько нездорова клетка или есть ли вероятность того, что у человека в ближайшее время разовьется возрастное заболевание. В своей недавно опубликованной статье Дорманн и Лемке предполагают, что агрегированные данные о ВПЛ можно использовать в качестве биологических «часов» для измерения здоровья и возраста человека.
Если часы агрегации белка будут доработаны и превращены в чувствительный диагностический тест, они могут оказаться чрезвычайно полезными. Во-первых, врачи могли бы использовать его для диагностики возрастных заболеваний на самых ранних стадиях или выявления людей, которые еще не больны, но имеют более высокий риск развития заболеваний с возрастом. Это позволит им проводить профилактическое лечение до того, как у них разовьется тяжелое заболевание. Во-вторых, ученые могли бы использовать его для оценки эффектов новых экспериментальных методов лечения, позволяющих уменьшить агрегацию белков и предотвратить или отсрочить возрастные заболевания.
«На практике мы все еще далеки от обычного диагностического теста, и важно улучшить наше понимание фундаментальных механизмов, приводящих к скоплению ВПЛ», — сказал Дорманн.
«Однако мы хотим стимулировать мышление и исследования в направлении изучения белковых агрегатов для измерения процессов биологического старения», — добавил Лемке. «Мы оптимистичны в отношении того, что в будущем мы сможем преодолеть текущие проблемы чтения часов агрегации белка посредством дополнительных исследований динамики IDP и дальнейших технологических разработок».
Хотя существуют и другие «часы» для измерения старения и здоровья, большинство из них основаны на нуклеиновых кислотах, таких как ДНК. Дорманн и Лемке считают, что биологические часы , основанные на белках, станут полезным дополнением к уже существующим часам, поскольку белки являются одними из наиболее распространенных молекул в клетках и имеют решающее значение для всех клеточных функций.
Они надеются, что с помощью таких часов агрегации белка ученые и врачи смогут продвинуться на шаг ближе к тому, чтобы помочь людям стареть здоровыми и предотвратить возрастные заболевания.
