Может ли продолжительность жизни человека со временем достичь 150 лет и более? Недавнее открытие американских ученых указывает на такую возможность. Изучая плодовых мушек, они выявили универсальный клеточный процесс, способный изменять производство белков в клетках, которые играют важную роль в старении. Это открытие обещает не только понять, как повлиять на процесс старения с клеточной точки зрения, но и предложить глубокое понимание некоторых механизмов, связанных с раком.
В июле этого года ученые из Имперского колледжа Лондона в сотрудничестве с командой из Медицинской школы Дьюка-НУС в Сингапуре изучили роль белка интерлейкина-11 в процессе старения. Их результаты показали, что ингибирование этого воспалительного белка замедляет процесс старения у мышей.
Совсем недавно в новом исследовании на примере уксусной мухи ученые Калифорнийского университета в Мерседе обнаружили еще один белок, который потенциально может увеличить продолжительность жизни человека. Уксусная муха, или Дрозофила фруктовая, часто используется в научных экспериментах в качестве «модельного организма», как и мышь. Поскольку геном Дрозофилы хорошо известен, его генетическую структуру проще модифицировать в исследовательских целях. Именно этим и занялись профессор Фред Вольф с кафедры молекулярной и клеточной биологии Калифорнийского университета в Мерседе и его команда.
Новое исследование раскрывает механизм, который позволяет клеткам регулировать количество производимых ими белков путем корректировки трансляции РНК в белки. «Этот механизм может быть ответственен за изменения в производстве белков при стрессе, раке и старении», — сказал Вольф в пресс-релизе Калифорнийского университета в Мерседе. Лаборатория Вольфа в основном занимается изучением мозговых цепей и генов, влияющих на поведение животных. В своих экспериментах Вольф и его команда часто используют дрозофил.
Вишва Диксит, вице-президент и научный сотрудник отдела физиологической химии и биологии биотехнологической компании Genentech, наряду с Вольфом, ведущим автором исследования, хотел узнать больше о белке OTUD6 (деубиквитиназе из класса опухолей яичников, OTU). Он привлек опыт Вольфа в области генетики дрозофилы, чтобы проанализировать функцию OTUD6, создав мух, несущих мутации в этом гене.
Участие OTUD6 в стрессе
С самого начала проекта ученые ожидали заметных изменений у дрозофил, несущих измененную версию гена OTUD6, включая физические изменения или нарушения репродуктивной функции. Однако, к их большому удивлению, мухи оказались нормальными. Поэтому команда исследовала участие OTUD6 в устойчивости к стрессу и изучила почти все белки, взаимодействующие с OTUD6.
На основании полученных результатов, опубликованных в журнале , ученые объяснили, что OTUD6 генетически взаимодействует, в частности, с 40S белком RACK1 и E3 убиквитин-лигазами CNOT4 и RNF10, определяя чувствительность к стрессу. OTUD6 также регулирует уровень моноубиквитинирования RPS7, позволяя клеткам производить больше белков.
В документе говорится, что «белок OTUD6 сам регулируется различными физиологическими условиями и стрессовыми факторами для снижения уровня моноубиквитинирования RPS7 и повышения уровня трансляции белка». «Мы подвергали мух различным стрессам и обнаружили, что они чувствительны к химическим стрессам, таким как окислительный стресс», — пояснил Вольф.
«Мы были удивлены, обнаружив, что OTUD6 в такой степени влияет на количество белков, производимых в клетках», — продолжает Вольф. Команда также обнаружила, что мухи, несущие мутацию OTUD6, живут в два раза дольше. «Мы знаем, что количество белка, вырабатываемого в клетках, влияет на продолжительность жизни животных, причем меньшее количество белка коррелирует с большей продолжительностью жизни», — добавил Вольф.
OTUD6 и рост раковых клеток
При многих формах рака у человека уровень OTUD6 повышен. Хотя ученые пока не смогли установить прямую связь, они считают, что повышенный уровень OTUD6 играет определенную роль в росте и распространении раковых клеток.
По мнению команды, это открытие может открыть новый способ контроля клетками количества вырабатываемых белков. «Мы уже давно знаем, что у клеток есть еще два способа активно регулировать количество производимого ими белка, и мы думаем, что открыли третий способ», — объясняет Вольф.
В настоящее время ученые продолжают изучать, как клетки регулируют количество OTUD6. Это может привести к новым подходам в лечении рака и повлиять на методы создания белков, способных увеличить продолжительность жизни. Если бы в утопическом будущем результаты этого исследования были воспроизведены на людях, средняя продолжительность жизни могла бы удвоиться — с 80 до 160 лет.