Voisiko tämän entsyymin kohdentaminen hidastaa ikääntymistä ja siihen liittyviä sairauksia?
Entsyymin tutkiminen, joka estää soluja jakautumasta, voi olla hedelmällinen tapa tutkia kuinka hidastaa ikääntymistä ja hoitaa ikääntymiseen liittyviä sairauksia.
Tämä oli johtopäätös, johon tutkijat Koben yliopistosta Japanista tulivat tutkittuaan D-aminohappooksidaasi (DAO) -entsyymiä ja sen roolia soluissa.
DAO metaboloi D-aminohappoja, joilla, toisin kuin peilikuvaserkkuillaan, L-aminohapoilla, on vain vähän läsnäoloa nisäkäsbiologiassa.
Tästä syystä, äskettäiseen tutkimukseen asti, tutkijat eivät tienneet juurikaan DAO: n vaikutuksista elimistössä.
Uusi havainto paljastaa, että D-aminohappojen metaboloitumisprosessissa DAO tuottaa reaktiivisia happilajeja (ROS), jotka ovat ryhmä epästabiileja molekyylejä, jotka aiheuttavat solustressiä.
Stressitekijät, kuten DNA-vauriot ja ROS, saavat solut vanhenemaan, peruuttamattomaan tilaan, jossa ne eivät enää pysty replikoitumaan.
Tulos paljastaa molekyylimekanismin, joka on puuttunut aikaisemmista tutkimuksista, jotka ovat liittäneet ROS: n solujen vanhenemiseen ja ikääntymiseen.
ROS ja solujen vanheneminen
ROS ovat tärkeitä toimijoita ikääntymisen biologiassa ja monissa sairauksissa, jotka yleensä lisääntyvät iän myötä, kuten Parkinsonin tauti, Alzheimerin tauti, diabetes ja monet syövät.
Viimeaikainen tutkimus lisää kasvavaa ymmärrystä ikääntyvien solujen roolista tässä suhteessa.
Siirtyminen peruuttamattomaan tilaan, jossa se ei voi enää jakautua ja lisääntyä, ei välttämättä vähennä solun muutos- ja vaikutusmahdollisuuksia.
Varhaiset tutkimukset viittasivat siihen, että solujen vanhenemisen suurin vaikutus ihmisen biologiaan sisälsi suojaa syöpää vastaan. Vanhentuneessa tilassa solut, joilla on vaurioitunut DNA, eivät voi lisääntyä ja aiheuttaa kasvaimia.
Sittemmin tutkimukset ovat kuitenkin paljastaneet, että vanhenevat solut ovat aktiivisia kudosten korjaamisessa, haavojen paranemisessa, alkion kehityksessä ja ikääntymisessä.
Jatkuvan tutkimuksen pääpaino on erilaisissa stressitekijöissä, jotka voivat laukaista solut siirtymään peruuttamattomaan tilaan.
Lisäksi on yhä enemmän tietoa siitä, miten ikääntymiseen liittyvät biologiset muutokset ja sairaudet sisältävät ROS: n ja vanhenemisen.
Syventyminen DAO: n rooliin
Aikaisemmassa työssä Kobe-yliopiston tutkijat olivat havainneet, että ikääntyminen laukaisee tuumorisuppressorimolekyylin p53 ja että tämä aktivoi DAO-geenin.
Kuitenkin, että "tutkimuksessa ei tutkittu täysin DAO: n ja vanhenemisen välistä suoraa suhdetta", he huomauttavat.
Viimeisemmässä tutkimuksessaan tutkijat houkuttelivat syöpäsolut ikääntymiseen altistamalla ne alhaisille tasoille "syöpälääke, joka indusoi DNA: n kaksoisjuosteisia katkoksia".
He havaitsivat kuitenkin, että DAO-aktiivisuuden vähentäminen joko lääkkeillä tai mykistämällä sen geeni vähensi vanhenemista ja ROS-tuotantoa.
Toisessa kokeessa he käyttivät DAO: n mutanttia, joka lopetti sen käyttäytymisen kuin entsyymi. Tämä DAO-versio ei kuitenkaan tuottanut ROS: ta eikä edistänyt vanhenemista.
Tiimi ehdottaa, että tämä osoittaa, että DAO: n kyky entsyyminä tehdä ROS: ta antaa sen edistää vanhenemista soluissa.
Lisäkokeissa tutkijat löysivät muita reittejä, jotka auttavat DAO: ta edistämään DNA-vaurioiden aiheuttamaa vanhenemista.
Keskeinen tekijä on kuljettajageeni SLC52A1, joka auttaa lisäämään koentsyymi flaviiniadeniinidinukleotidin (FAD) tasoja.
DAO tarvitsee FAD: n, ja SLC52A1 varmistaa tämän saatavuuden lisäämällä B-2-vitamiinin, FAD: n ainesosan, saatavuutta.
Tutkijat ovat varovaisia havaintojensa seurauksista. ROS eivät ole aina pahat pojat: Ne voivat myös hyödyttää terveyttä. Esimerkiksi alhainen ROS-taso voi pidentää elinikää, ja immuunijärjestelmä tarvitsee niitä taistelussa infektioita vastaan.
Ehkä juuri ROS: n ylituotanto aiheuttaa ongelmia ja vie tasapainon kohti solustressiä, sairauksia ja ikääntymistä. Tässä suhteessa tutkimuksessa tunnistetaan DAO: n aiemmin tuntematon rooli.
Tutkijat päättelevät:
"Tuloksemme osoittavat selvästi DAO: n uuden toiminnan DNA-vaurioiden aiheuttaman vanhenemisen promoottorina, mikä voi tarjota uusia oivalluksia [D] -aminohappojen rooleista erilaisissa fysiologisissa ja patologisissa prosesseissa, mukaan lukien vanheneminen, syöpä ja ikääntyminen."
