Selle valgu sihtimine võib aidata vananemisega võidelda
Teadlased on avastanud rakkude ainevahetuse tundmatu geneetilise mehhanismi, mis muutub vananedes üha enam düsfunktsionaalseks.
Šveitsi École Polytechnique Fédérale de Lausanne'i (EPFL) teadlased väidavad, et nende leiud võivad viia uute eesmärkideni vananemise ja vanusega seotud seisundite vastu võitlemiseks.
Nende avastus puudutab valku, mis muudab mitokondrite funktsiooni, mis on rakkudes olevad väikesed jõuüksused, mis annavad neile energiat.
EPFL-i töörühm leidis, et vananenud loomade aju- ja lihaskoes oli kõrge valgu tase, mida nimetatakse pumilio RNA-d siduvaks pereliikmeks 2 (PUM2).
Õppepaber ajakirjas Molekulaarne rakk kirjeldab, kuidas vananemine kutsub esile kõrgema PUM2 taseme, mis omakorda vähendab teise valgu, mida nimetatakse mitokondriaalse lõhustumisteguriks (MFF), taset.
MFF aitab rakkudel suured mitokondrid väiksemateks osadeks jagada ja need puhastada. Vananenud loomade koeproovidel oli ka MFF madalam.
Teadlased viitavad sellele, et loomade vananedes muutub PUM2 / MFF rada üha enam reguleerimata.
PUM2 taseme tõustes langetavad nad mitmeaastase finantsraamistiku taset. Tulemuseks on see, et rakud ei suuda üha enam laguneda ja väiksemaid mitokondreid puhastada. Aja möödudes kogunevad rakud ja koed üha enam suuri, ebatervislikke mitokondreid.
RNA-d siduvad valgud ja vananemine
PUM2 on RNA-d siduv valk. Need molekulid muudavad geeniekspressiooni seondudes messenger RNA (mRNA) molekulidega, mis kannavad rakkude töötlemiseks DNA koodi.
Hiljutises uuringus avastas meeskond, et kui PUM2 seondub mRNA molekulidega, mis kannavad MFF DNA koodi, blokeerib see rakkude võime valmistada nendest mRNA molekulidest MFF valku.
Enamik rakkudes ja kudedes vananemist mõjutavate molekulide uuringutest keskendub geenide transkriptsioonile mRNA-sse. Kuid see on vaid esimene samm geenides sisalduva teabe rakkude töösse viimise keerulises protsessis.
EPFLi teadlased avastasid PUM2 / MFF raja, kui nad otsustasid uurida etappi, mis toimub pärast geeni transkriptsiooni.
Kui nad sõelusid loomarakke, et tuvastada vanusega muutunud RNA-d siduvad valgud, leidsid nad, et PUM2 oli eriti kõrgem vanematel loomadel.
PUM2 seondub ainult mRNA molekulidega, millel on saite, mida ta ära tunneb. Kui see kinnitub mRNA-le, peatab see koodi translatsiooni vastavaks valguks.
Rakendades "süsteemigeneetika" lähenemisviisi, avastas meeskond varem tundmatu mRNA, millega PUM2 seondub. See oli mRNA, mis kannab rakkude koodi MFF valmistamiseks.
Geenitöötlus muutis vanusega seotud efektid
Uuringu teises osas näitasid teadlased, kuidas võib olla võimalik PUM2 vanusega seotud mõju rakkudele ja kudedele tagasi pöörata.
CRISPR-Cas9 geenide redigeerimise tehnoloogia abil vähendasid nad vanade hiirte lihastes PUM2, summutades selle vastava kodeeriva geeni.
See tõi kaasa MFF-valgu kõrgema taseme, mis tänu suurenenud lagunemisele ja jäätmete puhastamisele parandas vananenud hiirtel mitokondrite funktsiooni.
Meeskond uuris ka ümarussi sarnast mehhanismi Caenorhabditis elegans, mis on mudel, mida teadlased kasutavad sageli molekulaarsete radade uurimiseks.
Ümarussis kutsub vananemine esile RNA-d siduva valgu PUF-8 kõrgema taseme. Teadlased leidsid, et PUF-8 vastava geeni vaigistamine vanemates ussides parandas nende mitokondrite toimimist ja pikendas nende eluiga.
Teised uuringud on sidunud RNA-d siduvad valgud neuromuskulaarsete degeneratiivsete haigustega. Nad on ka näidanud, et nad kogunevad sageli klompideks, mida nimetatakse patoloogilisteks graanuliteks.
EPFL-i teadlased leidsid, et PUM2-l on vananemisega sarnane kalduvus klompida osakesteks, mis seovad ja haaravad MFF-i mRNA-d.
