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Wissenschaftler finden genetischen schalter, der orgeln jung im alter hält

Mit Hilfe von genetisch veränderten Mäusen haben US-Wissenschaftler einen genetischen Schalter gefunden, der die Organe im Alter jung hält, indem sie sicherstellt, dass das verbrauchte zelluläre Protein effizient recycelt wird und es nicht erlaubt ist, "toxische Abfälle" im Gewebe zu verursachen, was ein charakteristisches Merkmal ist Von degenerativen Krankheiten wie Alzheimer und Parkinson.

Die Studie ist die Arbeit der Forscher an der Albert Einstein College of Medicine in New York und ist veröffentlicht in der 10 August Online-Ausgabe der Zeitschrift Naturmedizin .

Proteine machen die Millionen von essentiellen Arbeitsplätzen, die Zellen und Gewebe am Leben halten und arbeiten, und eine Reihe von "zellulären Qualitätskontrollsystemen" sorgen dafür, dass verbrauchte Proteine, die möglicherweise Schäden verursachen könnten, weil sie chemisch verändert werden, sobald sie ihre lebenswichtigen Funktionen durchgeführt haben "Recycelt" oder in sichere Abfallprodukte verwandelt. Ein solches Qualitätskontrollsystem, das für die Entsorgung von etwa 30 Prozent des verbrauchten zellulären Proteins verantwortlich ist, heißt Chaperon-vermittelte Autophagie (CMA), wo spezielle Moleküle suchen und "Chaperon" ausgegebene Proteine in Lysosom-Sacs, wo sie durch Enzyme verdaut werden können. Der Eintritt in den Sack wird von Rezeptoren kontrolliert.

Der leitende Autor der Studie war Dr. Ana Maria Cuervo, Associate Professor in den Abteilungen für Entwicklungs- und Molekularbiologie, Medizin und Anatomie und Strukturbiologie bei Einstein.

Cuervo und Kollegen hatten bereits festgestellt, dass die CMA-Aktivität in älteren Organismen verlangsamt wird, und dies war vor allem auf einen Rückgang der Rezeptoren auf den Lysosomen zurückzuführen. Sie fragten sich, ob dies zu dem Rückstand von chemisch veränderten Proteinen führte, die oft im Gewebe von Menschen gefunden werden, die verschiedene Arten von Erkrankungen des Alters haben, und wenn der Niedergang verlangsamt oder verhindert würde, würde es den Rückstand stoppen, Gewebedegeneration verhindern, Und gesundes funktionieren Die Forscher sind sich nicht sicher, ob diese Proteinansammlungen gleichzeitig oder gleichzeitig zur gleichen Zeit wie der Verlust von lebenswichtigen Funktionen führen oder vorliegen.

So beschlossen sie, in diesem Bereich etwas Licht zu machen, indem sie sehen, ob sie die Verlangsamung von CMA bei genetisch veränderten Mäusen stoppen könnten. Sie haben es geschafft, dies in einer Orgel, der Leber, erfolgreich zu machen. Sie haben zwei miteinander verbundene Mechanismen verwendet.

Der erste Mechanismus, den Cuervo und die Kollegen benutzten, war, den Mäusen ein zusätzliches Gen zu geben, das für den Lysosomenrezeptor kodiert, und der andere Mechanismus sollte es nur dann einschalten, wenn sie es wollten, was sie durch Änderungen an der Diät der Tiere machten.

So warteten sie, bis die Mäuse sechs Monate alt waren, was ist, wenn die CMA normalerweise anfangen würde zu sinken, und schaltete das Gen ein, das für zusätzliche Rezeptoren kodierte, indem sie ihre Diät änderte. Sie untersuchten dann die Mäuse bei 22 bis 26 Monaten (äquivalent zu einem Menschen von 80 Jahren) und fanden, dass die Leberzellen das Protein effektiver verdorben und recycelt haben als andere Mäuse gleichen Alters, die nicht verändert wurden, und in Tatsache, dass die Leber auf den veränderten Mäusen so effektiv funktionierten wie die Leber von normalen 6 Monate alten Mäusen.

Aber das zeigte nicht, dass die Leber als Ganzes besser war, nur dass der CMA-Zyklus effektiver wirkte. So haben Cuervo und Kollegen die älteren, genetisch veränderten Mäuse und einige gleichzeitige, nicht veränderte Mäuse mit einem Muskelrelaxans injiziert, um zu sehen, wie gut ihre Leber damit umgeht. Sie fanden, dass die genetisch veränderten alten Mäuse den Muskelrelaxans viel schneller als die nicht veränderten alten Mäuse mit einer ähnlichen Geschwindigkeit wie jüngere Mäuse in der Tat metabolisierten.

Cuervo sagte:

"Unsere Studie zeigte, dass Funktionen bei älteren Tieren aufrechterhalten werden können, solange beschädigte Proteine weiterhin effizient entfernt werden - stark unterstützt die Idee, dass Proteinaufbau in Zellen eine wichtige Rolle beim Altern selbst spielt."

"Noch wichtiger ist, dass diese Ergebnisse zeigen, dass es möglich ist, dieses Protein 'logjam' zu korrigieren, das in unseren Zellen auftritt, wenn wir älter werden, also vielleicht helfen uns, gesündere Leben gut in das Alter zu genießen", fügte sie hinzu.

Cuervo und ihr Team planen, diesen Effekt im Gehirn von Tiermodellen von Alzheimer, Parkinson und anderen neurodegenerativen Erkrankungen zu untersuchen. Sie hoffen zu zeigen, dass durch die Verlangsamung der Rückgang der verbrauchten Protein-Clearance, können die Menschen deutlich von Symptomen für viel länger gehalten werden. Sie hoffen auch, die Auswirkungen dieser Prozesse auf Langlebigkeit zu untersuchen und länger gesund zu leben. Cuervo schlug vor, dass Studien von zwei diätetischen Systemen, die fettarme und die kalorienreduzierte Diät, einen Beweis für eine ähnliche Art vorschlagen, dass es mit den helfenden Zellen zu tun, loszuwerden verbrauchtes Protein effektiv zu tun.

"Die Wiederherstellung der Chaperon-vermittelten Autophagie in der alternden Leber verbessert die zelluläre Erhaltung und die Leberfunktion."

Cong Zhang & Ana Maria Cuervo

Naturmedizin , Online veröffentlicht: 10 August 2008.

Doi: 10.1038 / nm.1851

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Quellen: CDC.