Небольшой стресс полезен для клеточного здоровья и долголетия

Исследователи молекулярной биологии Северо-Западного университета обнаружили, что небольшой стресс полезен для здоровья клеток. Полученные результаты помогут исследователям лучше понять молекулярные механизмы, которые управляют старением и риском возрастных дегенеративных заболеваний.

В ходе генетического исследования прозрачного круглого червя Caenorhabditis elegans, исследовательская группа обнаружила, что сигналы от митохондрий со слабой загрузкой предотвращают сбои механизмов контроля качества сворачивания белков (протеостаз) в цитоплазме, которые появляются с возрастом. Это, в свою очередь, подавляет накопление поврежденных белков, которые могут возникать при дегенеративных заболеваниях таких, как болезни Альцгеймера, Хантингтона и Паркинсона и боковой амиотрофический склероз (БАС).

"Такого раньше не наблюдалось", - говорит Ричарт Моримото, старший автор исследования: "Люди всегда значил, что длительный митохондриальный стресс может быть вредным. Но мы обнаружили, что, когда вы подвергаете митохондрии незначительному стрессу, сигнал митохондриального стресса на самом деле интерпретируется клеткой и животными, как стратегия выживания. Это делает животных полностью устойчивыми к стрессу и удваивает их продолжительность жизни. Это подобно волшебству".

Caenorhabditis elegans обладает биохимической средой и клеточными свойствами, сходными с человеческими, и является популярным исследовательским инструментом для изучения биологии старения, а также в качестве модели заболеваний человека. Компоненты, определенные учеными, как играющие роль в биологическом старении, сохраняются у всех животных, включая людей, и предлагают цели для будущих исследований.

"Наши результаты предлагают нам стратегию для изучения старения у людей и того, как мы можем предотвратить или повысить устойчивость от молекулярного упадка с возрастом", - говорит Моримото: "Наша цель – не пытаться найти способы продления жизни людей, а, скорее, улучшить здоровье на клеточном и молекулярном уровнях, чтобы уровень здоровья человека соответствовал его продолжительности жизни".

Исследование было публиковано в журнале "Cell Reports", под главным авторством доктора наук Джонатана Лаббадии, ныне работающего в Университетском колледже Лондона. Основано исследование было на общей работе Моримото и Лаббадии, проводившейся в 2015 году, когда они обнаружили, что молекулярный упадок, приводящий к старению, начинается в возрасте репродуктивной зрелости из-за ингибирующих сигналов от клеток зародышевой линии к другим тканям для предотвращения стимуляции защитных реакций клеток на стресс. У Caenorhabditis elegans этот упадок наблюдался в районе от 8 до 12 часов взрослой жизни, при средней продолжительности жизни животного три недели.

Зная, что молекулярное здоровье Caenorhabditis elegans нарушается между первым и вторым днем взрослой жизни, в своем текущем исследовании ученые изучили двухдневных животных, чтобы определить гены и способы, которые могли бы предотвратить молекулярный отказ.

Моримото и Лаббадия провели скрининг примерно 22 тысяч генов круглого червя и определили набор генов, называемый митохондриальной целью переноса электронов (ETC). Исследователи обнаружили, что умеренное снижение активности ETC небольшими дозами ксенобиотиков и воздействием патогенов делает животных более здоровыми.

Моримото был сильно удивлен тому, как слабый стресс сигнал влияет на продолжительность жизни: "Мы знаем, что некоторые из этих стресс-сигналов интерпретируются организмом, как способ перезагрузить себя и жить дольше. Когда митохондрии функционируют на оптимальном уровне, клетки и ткани становятся крепче".