Tämän proteiinin kohdentaminen voi auttaa torjumaan ikääntymistä
Tutkijat ovat löytäneet tuntemattoman geneettisen solujen aineenvaihdunnan mekanismin, joka tulee yhä epäkuntoisemmaksi ikääntymisen myötä.
Sveitsin École Polytechnique Fédérale de Lausannen (EPFL) tutkijat ehdottavat, että heidän löydöksensä voivat johtaa uusiin tavoitteisiin ikääntymisen ja ikään liittyvien sairauksien torjumiseksi.
Heidän löytö koskee proteiinia, joka muuttaa mitokondrioiden toimintaa, jotka ovat pieniä soluissa olevia voimayksiköitä, jotka antavat heille energiansa.
EPFL-tiimi havaitsi, että ikääntyneiden eläinten aivoissa ja lihaskudoksessa oli korkea proteiinipitoisuus, jota kutsutaan pumilio RNA: ta sitovaksi perheenjäseneksi 2 (PUM2).
Tutkimuslehti lehdessä Molekyylisolu kuvaa kuinka ikääntyminen aiheuttaa korkeampia PUM2-tasoja, mikä puolestaan vähentää toisen proteiinin, mitokondrioiden fissiokerroin (MFF) -tasoa.
MFF auttaa soluja hajottamaan suuria mitokondrioita pienemmiksi yksiköiksi ja puhdistamaan ne pois. Iäkkäiden eläinten kudosnäytteillä oli myös alhaisemmat MFF-tasot.
Tutkijat ehdottavat, että eläinten ikääntyessä PUM2 / MFF-reitti muuttuu yhä epäsäännöllisemmäksi.
Kun PUM2-tasot nousevat, ne laskevat monivuotisen rahoituskehyksen tasoja. Tuloksena on, että solut eivät enää pysty hajoamaan ja puhdistamaan pienempiä mitokondrioita. Ajan myötä solut ja kudokset kertyvät yhä enemmän suuria, epäterveellisiä mitokondrioita.
RNA: ta sitovat proteiinit ja ikääntyminen
PUM2 on RNA: ta sitova proteiini. Nämä molekyylit muuttavat geeniekspressiota sitoutumalla messenger RNA (mRNA) -molekyyleihin, jotka kuljettavat DNA-koodia solujen prosessoitavaksi.
Viimeaikaisessa tutkimuksessa ryhmä havaitsi, että kun PUM2 sitoutuu mRNA-molekyyleihin, joissa on MFF: n DNA-koodi, se estää solujen kyvyn valmistaa MFF-proteiinia näistä mRNA-molekyyleistä.
Useimmat tutkimukset molekyyleistä, jotka vaikuttavat ikääntymiseen soluissa ja kudoksissa, keskittyvät yleensä geenin transkriptioon mRNA: ksi. Tämä on kuitenkin vain ensimmäinen vaihe monimutkaisessa prosessissa, jolla siirretään geeneissä olevaa tietoa solujen toimintaan.
EPFL-tutkijat löysivät PUM2 / MFF-reitin, kun he päättivät tutkia vaihetta, joka tapahtuu geenitranskription jälkeen.
Kun he tutkivat eläinsoluja tunnistamaan iän myötä muuttuneet RNA: ta sitovat proteiinit, he havaitsivat, että PUM2 oli erityisen kohonnut vanhemmilla eläimillä.
PUM2 sitoutuu vain mRNA-molekyyleihin, joilla on paikkoja, jotka se tunnistaa. Kun se kiinnittyy mRNA: han, se lopettaa koodin translaation vastaavaksi proteiiniksi.
Käyttämällä "järjestelmätekniikan" lähestymistapaa tiimi löysi aiemmin tuntemattoman mRNA: n, johon PUM2 sitoutuu. Tämä oli mRNA, joka kantaa koodin soluille MFF: n tekemiseksi.
Geenien muokkaus käänsi ikään liittyvät vaikutukset
Tutkimuksen toisessa osassa tutkijat osoittivat, kuinka PUM2: n ikään liittyvä vaikutus soluihin ja kudoksiin voi olla mahdollista.
CRISPR-Cas9-geeninmuokkaustekniikkaa käyttämällä ne vähentivät PUM2: ta vanhojen hiirten lihaksissa hiljentämällä vastaavan koodaavan geenin.
Tämä johti korkeampaan MFF-proteiinin tasoon, mikä - lisääntyneen hajoamisen ja jätteiden puhdistamisen kautta - paransi mitokondrioiden toimintaa ikääntyneissä hiirissä.
Ryhmä tutki myös vastaavaa mekanismia pyöreässä matossa Caenorhabditis elegans, joka on malli, jota tutkijat käyttävät usein molekyylireittien tutkimiseen.
Sormussa ikääntyminen indusoi RNA: ta sitovan proteiinin PUF-8 korkeammat tasot. Tutkijat havaitsivat, että PUF-8: n vastaavan geenin hiljentäminen vanhemmissa matoissa paransi heidän mitokondrioidensa toimintaa ja pidensi niiden elinikää.
Muut tutkimukset ovat liittäneet RNA: ta sitovat proteiinit hermo-lihas degeneratiivisiin sairauksiin. He ovat myös osoittaneet, että ne kerääntyvät usein patologisiksi rakeiksi kutsuttuiksi kokkareiksi.
EPFL: n tutkijat havaitsivat, että PUM2: lla on samanlainen taipumus ikääntymisen myötä tarttua hiukkasiin, jotka sitovat ja sieppaavat MFF: n mRNA: ta.
