Путем экспериментирования на дрожжах два ученых в США впервые идентифицировали ключевые события, происходящие рано в процессе старения могущих клетокобъясните, как гены и факторы внешней среды как образ жизни и диета, взаимодействуйте, чтобы влиять на продолжительность жизни, старение и возрастные болезникак рак.Они были удивлены найти механизм, что использование клеток, чтобы сохранить питательные вещества может быть значительным.Дэниел Готчлинг и Адам Хьюз из Центра Исследований рака Фреда Хатчинсона в Сиэтле, Вашингтон, пишут об их результатах исследования в 21 ноября онлайнпроблема Природы.Gottschling, который является членом Подразделения Фундаментальных наук Хатчинсонского Центра, объясняет в заявлении, почему результаты исследования важны:«Был много в научной литературе и общих СМИ в последнее время о том, как то, что Вы едите, влияет на процесс старения, но это было невероятнопутание."«Теперь у нас есть новая парадигма для понимания, как генетика и среда взаимодействуют, чтобы влиять на продолжительность жизни, старея и возрастные болезни.
Это – кто ядействительно взволнованный», добавляет он.Митохондрия и старениеГотчлинг и Хьюз, постдокторант в его лаборатории, намереваются раскрывать, как возрастное повреждение появляется в митохондрии, крошечных электростанциях в клеткахэто снабжает их единицами энергии.
Как Gottschling, кто также преподаватель филиала в Отделении Наук Генома в университете Вашингтона, объясняет:«Обычно, митохондрия красивые, длинные трубы, но поскольку клетки становятся старше, митохондрия становятся фрагментированными и короткими».«Изменения в форме, замеченной в стареющих дрожжевых клетках, также наблюдаются в определенных клетках человека, таких как нейроны и клетки поджелудочной железы, и те изменения былисвязанный со многими возрастными болезнями у людей», добавляет он.Низкая кислотность вакуолей ухудшает митохондриюПричиной, почему митохондрия становится деформированной и прекращает работать так хорошо, до сих пор была своего рода тайна, но Готчлинг и Хьюз нашли этоопределенные изменения в вакуолях могут быть ответственными.
Вакуоли являются крошечными карманами в клетках дрожжей, заводы и другие организмы, та помощь ломает белки и хранит молекулярные стандартные блоки или питательные веществадля клетки. Эквивалент вакуоли в клетках человека является лизосомой.
Одной определенной особенностью вакуолей, которая, кажется, критически важна по отношению к старению и работе митохондрии, является кислотность.Исследователи нашли, что вакуоли становятся менее кислыми довольно рано в жизни дрожжевой клетки. И когда кислотность понижается, она останавливает способность вакуолей сохранить бесспорныйпитательные вещества. Это разрушает энергоснабжение к митохондрии, которые в свою очередь начинают ухудшаться.
Хьюз проверил этот эффект: когда он мешал вакуолям стать менее кислым, митохондрия не стала деформированной, и дрожжевые клетки жилидольше.«Мы были удивлены узнать, что это была функция хранения, не белковое ухудшение, которое, кажется, вызывает митохондриальную дисфункцию в стареющих дрожжевых клетках»,говорит Хьюз.Ограничение калории повышает кислотность вакуолиЭто удивительное открытие принудило исследователей исследовать эффект ограничения калории, которое, как известно, продлевает срок службы в дрожжах, червях, мухах имлекопитающие.
Они нашли, что ограничение калории или ограничение сырья, в котором нуждаются клетки, кажется, задерживает старение, по крайней мере частично, путем ревакцинации кислотностивакуоль.Хьюз говорит теперь, что у них есть некоторые начальные доказательства на основе дрожжей, того, как ограничение калории, кажется, продлевает срок службы, они надеются перевести его клюди и другие более высокие организмы.Несмотря на то, что чрезвычайно различные организмы, с точки зрения фундаментальной биологии их камер, такой как, как они потребляют, хранят и используют питательные вещества, дрожжи и людейудивительно подобны.
Применения и затем продвигаютсяРазмышляя об их результатах исследования, Готчлинг и Хьюз предлагают, чтобы эффект понижающейся кислотности в вакуолях уменьшил их способность сохранить питательные вещества иметаболиты (побочные продукты белкового распада), таким образом, они создают в дрожжевой клетке и кровотечении митохондрию.Они предполагают, что это заставляет митохондрию использовать все больше их энергии взять в излишке: эффективно «сжигание» их двигателей. В конечном счете ониимейте недостаточную власть в запасе ввести белки, они нуждаются к maintan в своей форме и делают их работу.
Исследователи теперь надеются проверять эту идею, и они также хотят узнать то, что вызывает понижение кислотности вакуоли во-первых. Этот последний пунктособенно интересный, потому что несмотря на то, что кислотность заглядывает дрожжевым клеткам матери, поскольку они стареют, это нормально снова в новорожденных дочерних клетках, независимо от того какого возрастаматеринские клетки были.
Гранты от Национальных Институтов Здоровья, фонда Хелен Хэй Уитни, университета Вашингтона, фонда Гленна для медицинского исследования, какхорошо как предварительная поддержка со стороны Инновационного фонда Хартуэлла Хатчинсонского Центра, платы, которой помогают, за исследование.