Еще один механизм старения стволовых клеток крови
Исследователи университета Калифорнии в Беркли, работающие под руководством доцента Даники Чэнь (Danica Chen), идентифицировали новый критичный для процесса старения молекулярный механизм и продемонстрировали, что манипуляции над опосредуемым им процессом способствуют омоложению клеток крови. Они установили, что способность стволовых клеток крови (гемопоэтических стволовых клеток, ГСК) восстанавливать повреждения, вызванные аномальным сворачиванием белковых молекул в митохондриях, является критичным фактором для их выживания и регенеративных возможностей.
В состав митохондрий входит огромное количество белков, правильное сворачивание молекул которых является необходимым условием нормального функционирования этих органелл, являющихся энергетическими центрами клетки. Нарушение процесса сворачивания белковых молекул запускает в митохондриях так называемый отклик неструктурированных белков – процесс, инициирующий продукцию специфичных белков, обеспечивающих коррекцию или устранение аномальных молекул.
В процессе изучения белков семейства сиртуинов авторы установили, митохондриальному отклику неструктурированных белков принадлежит важная роль в старении гемопоэтических стволовых клеток. В последнее время эти белки приобретают все бОльшую известность как регуляторы устойчивости организма к стрессовым воздействиям.
Исследователи заметили, что уровни одного из сиртуинов, а именно SIRT7, повышаются в ситуациях, когда клеткам приходится справляться со стрессом, вызываемым появлением в митохондриях аномально свернутых белковых молекул. Более того, известно, что уровень SIRT7 в организме снижается по мере старения.
Отклик неструктурированных белков изучен очень слабо, однако результаты экспериментов на круглых червях свидетельствуют о повышении его активности в периоды бурного роста митохондрий.
Наблюдение за взрослыми стволовыми клетками показало, что они обычно пребывают в покоящемся состоянии с минимальной активностью митохондрий. Эти клетки активизируются только при необходимости регенерации ткани, что сопровождается ростом митохондриальной активности и последующей пролиферацией и дифференцировкой стволовых клеток. Однако при возникновении ошибок сворачивания митохондриальных белковых молекул такой быстрый рост может нанести серьезный вред организму.
Авторы выделили из костного мозга стареющих мышей гемопоэтические стволовые клетки и продемонстрировали, что повышение в них уровня SIRT7 снижает стресс, ассоциированный с неправильным сворачиванием молекул митохондриальных белков. При обратном введении животным эти клетки продемонстрировали повышенные регенеративные способности.
Новое исследование показало, что удаление белка SIRT7 из гемопоэтических стволовых клеток ускоряет их пролиферацию. Это ускорение обусловлено повышением интенсивности синтеза белков и активности митохондрий. Судя по всему, замедление всех этих процессов является критическим фактором, дающим стволовым клеткам возможность восстановить последствия стресса.
Авторы сравнивают описанный механизм с автомобильной пробкой, которую можно устранить удалением вызвавшей ее преграды, в то время как ее образования можно не допустить посредством ограничения допуска автомобилей на автостраду.
Они считают, что выявление роли описанного митохондриального механизма в функционировании стволовых клеток предоставляет специалистам новую мишень для управления процессом старения.
Статья M. Mohrin et al. A mitochondrial UPR-mediated metabolic checkpoint regulates hematopoietic stem cell aging опубликована в журнале Science.
Евгения Рябцева
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам University of California – Berkeley:
Even at a molecular level, taking it slow helps us cope with stress.
24.03.2015