«Исследования, в том числе наши собственные, показали, что продолжительность жизни может быть увеличена за счет усиления аутофагии – процесса, который клетки используют для разложения и переработки старых, сломанных и поврежденных компонентов клеток», – говорит Мален Хансен, доктор философии.D., профессор программы развития, старения и восстановления в Sanford Burnham Prebys и старший автор исследования. «До этой работы мы понимали, что аутофагия как процесс связана со старением, но влияние p62, селективного белка аутофагии, на долголетие было неизвестно."
Раньше ученые думали, что переработка клеточного мусора работает одинаково со всеми отходами. В последние годы исследователи узнают, что аутофагия может быть очень избирательной – это означает, что клетка использует отдельные «тележки для переработки», такие как белок p62, для доставки различных типов мусора в центры переработки клеток.«Например, известно, что p62 избирательно доставляет агрегированные белки и изношенные митохондрии (силовые установки клетки) в центры переработки.
Чтобы лучше понять роль p62 в рециклинге клеток и долголетии, ученые использовали короткоживущих прозрачных круглых червей, называемых C. elegans для учебы. Ранее команда Хансена обнаружила, что уровень p62 повышается после короткого теплового шока, нанесенного червям.
Это оказалось полезным для животных и необходимо для долголетия, вызванного умеренным тепловым стрессом.
Эти открытия побудили ученых создать генную инженерию C. elegans для производства избыточного уровня белка p62.
Вместо обычной трехнедельной продолжительности жизни эти черви прожили месяц, что эквивалентно увеличению продолжительности жизни на 20-30%. Исследователи были заинтригованы, обнаружив, что с увеличением уровня p62 «мусоровоз», «центры переработки» стали более многочисленными и смогли перерабатывать больше «мусора», что указывает на то, что p62 является движущей силой процесса переработки.
«Теперь, когда мы подтвердили, что избирательная аутофагия важна для долголетия, мы можем перейти к следующему шагу: определить, какой вредный клеточный« мусор »она удаляет. Обладая этими знаниями, мы надеемся воздействовать на определенные клеточные компоненты, которые являются факторами риска для долголетия », – говорит Кэролайн Кумста, доктор философии.D., доцент-исследователь лаборатории Хансена и ведущий автор исследования.
Многие возрастные заболевания, включая болезнь Альцгеймера и Хантингтона, вызваны накоплением токсичных, неправильно свернутых белков. Хансен и Кумста ранее показали, что повышенный уровень p62 может увеличить продолжительность жизни в группе C. elegans модель болезни Хантингтона.
Ученые надеются, что изучение избирательной аутофагии с помощью белков, таких как p62, может привести к терапии, которая очищает белки, вредные для долгой и здоровой жизни. Поиск возможных терапевтических путей к возрастным заболеваниям становится все более важным по мере того, как U.S. Возраст населения: примерно через десять лет около 20 процентов американцев – около 71 миллиона человек – будут в возрасте 65 лет и старше и будут подвержены более высокому риску хронических заболеваний.
Хотя ученые видят в своих выводах большой потенциал – и воодушевлены тем, что преимущества повышения уровня p62 для долголетия, по-видимому, сохраняются с эволюционной точки зрения, как продемонстрировало недавнее исследование на плодовых мушках, – они призывают с осторожностью относиться к прямому переносу на людей: высокие уровни Было показано, что p62 связан с раком у людей.
«Учитывая известную связь между p62 и раком, еще более важно составить карту избирательного процесса аутофагии от начала до конца», – говорит Хансен. "Вооружившись этой информацией, мы сможем улучшить полезные функции p62 в селективной аутофагии и найти терапевтические средства, способствующие здоровому старению."