Может ли воздействие этого фермента замедлить старение и связанные с ним заболевания?
Изучение фермента, который останавливает деление клеток, может стать плодотворным направлением для исследования того, как замедлить старение и лечить связанные со старением заболевания.
К такому выводу пришли исследователи из Университета Кобе в Японии после изучения фермента D-аминокислотной оксидазы (DAO) и его роли в клетках.
DAO метаболизирует D-аминокислоты, которые, в отличие от своих зеркальных родственников L-аминокислот, имеют лишь незначительное присутствие в биологии млекопитающих.
По этой причине до недавнего исследования ученые мало знали о влиянии DAO на организм.
Новое открытие показывает, что в процессе метаболизма D-аминокислот DAO производит активные формы кислорода (ROS), которые представляют собой группу нестабильных молекул, вызывающих клеточный стресс.
Стрессоры, такие как повреждение ДНК и АФК, вызывают старение клеток - необратимое состояние, при котором они больше не могут реплицироваться.
Это открытие раскрывает молекулярный механизм, который отсутствовал в предыдущих исследованиях, которые связывали АФК с клеточным старением и старением.
АФК и старение клеток
АФК играют важную роль в биологии старения и многих заболеваний, которые имеют тенденцию увеличиваться с возрастом, таких как болезнь Паркинсона, Альцгеймера, диабет и многие виды рака.
Недавнее исследование добавляет к растущему пониманию роли стареющих клеток в этих отношениях.
Переход в необратимое состояние, в котором она больше не может делиться и размножаться, не обязательно снижает способность клетки к изменениям и влиянию.
Ранние исследования показали, что основное влияние клеточного старения на биологию человека связано с защитой от рака. Ограниченные старением, клетки с поврежденной ДНК не могут размножаться и вызывать опухоли.
Однако с тех пор исследования показали, что стареющие клетки активны в восстановлении тканей, заживлении ран, эмбриональном развитии и старении.
Основное внимание в продолжающихся исследованиях уделяется различным факторам стресса, которые могут вызвать переход клеток в необратимое состояние.
Кроме того, растет объем знаний о том, как связанные со старением биологические изменения и заболевания включают АФК и старение.
Углубляемся в роль DAO
В предыдущей работе исследователи из Университета Кобе обнаружили, что старение запускает молекулу-супрессор опухоли p53 и что это активирует ген DAO.
Однако это «исследование не полностью изучило прямую связь между DAO и старением», - отмечают они.
В своем недавнем исследовании исследователи вынуждали раковые клетки к старению, подвергая их воздействию низких уровней «противоракового препарата, который вызывает двухцепочечные разрывы ДНК».
Однако они обнаружили, что снижение активности DAO либо с помощью лекарств, либо путем подавления его гена, снижает старение и производство ROS.
В другом эксперименте они использовали мутант DAO, который остановил его поведение как фермент. Однако эта версия DAO не вырабатывала ROS и не способствовала старению.
Команда предполагает, что это доказывает, что способность DAO как фермента вырабатывать АФК позволяет ему способствовать старению клеток.
В дальнейших экспериментах ученые обнаружили другие пути, которые помогают DAO способствовать старению, вызванному повреждением ДНК.
Ключевым фактором является ген-переносчик SLC52A1, который помогает повысить уровень кофермента флавинадениндинуклеотида (FAD).
DAO нуждается в запасе FAD, и SLC52A1 обеспечивает его, увеличивая доступность витамина B-2, ингредиента FAD.
Исследователи осторожно относятся к последствиям своих выводов. АФК - не всегда плохие парни: они также могут принести пользу здоровью. Например, низкий уровень АФК может увеличить продолжительность жизни, а иммунная система нуждается в них для борьбы с инфекцией.
Возможно, именно перепроизводство АФК вызывает проблемы и нарушает баланс клеток в сторону стресса, болезней и старения. В этом отношении исследование определяет ранее неизвестную роль DAO.
Исследователи приходят к выводу:
«Наши результаты ясно показывают новую функцию DAO в качестве промотора старения, вызванного повреждением ДНК, что может дать новое понимание роли [D] -аминокислот в различных физиологических и патологических процессах, включая старение, рак и старение».
