Активация гена, контролирующего окислительный стресс, продлила жизнь в полтора раза

Речь идет об активации гена, контролирующего окислительный стресс в мышечных клетках плодовых мушек дрозофил. 

Учёные из Университета Эмори (США) поначалу надеялись, что пара генов, отвечающая за синтез р38 МАР-киназы, приоткроет им тайны, связанные с процессами обучения и запоминания. Они вводили мутации в эти гены у плодовых мушек и пытались найти последствия в работе нервной системе насекомых. Но оказалось, что отключение этих генов катастрофически сокращает продолжительность жизни насекомых.

По словам исследователей, им просто повезло. Использовавшиеся мутации почти полностью отключали гены, но при этом не убивали насекомых ещё в зародыше: мухи имели возможность вылупиться из яйца и прожить какое-то время. Если не работали ни р38, ни МАР-киназа, то такие особи плохо двигались, не могли летать и ползать по вертикальным поверхностям, становились чувствительны к повышению температуры, а их ткани подвергались сильному окислительному стрессу. И когда учёные попытались восстановить нормальное функционирование этих генов, оказалось, что это достаточно сделать лишь в мышечных клетках.

МАР-киназы держат под контролем самые разные процессы, от деления и дифференцировки до апоптоза. И, прежде чем добраться до непосредственных исполнителей, сигнал из внешней среды проходит эти киназы. В том, что одна из названных киназ вовлечена в защиту клетки от агрессивных радикалов-окислителей, нет ничего удивительного. Но, по словам учёных, их поразило то, что мутированием одного белка можно столь сильно повлиять на продолжительность жизни. В лаборатории обычные дрозофилы жили около 50 дней; если же синтез р38 МАР-киназы был повышен, они дотягивали до 75 дней.




На рисунке - Упрощённая схема сигнальных путей в клетке (рисунок moomoofarm).

Сигнальные пути консервативны у разных организмов; МАР-киназы есть и у нас, и выполняют они примерно те же функции. Только представьте, что человек сможет жить вполовину дольше, — и у вас захватит дух. Тем более что для увеличения продолжительности жизни может понадобиться всего лишь перепроизводство этого белка в мышцах...

Эта волшебная киназа действует, естественно, не в одиночку: учёным удалось найти её напарников, которые в равной степени отвечают за эффект долгожительства. Ими оказались фермент супероксиддисмутаза и поместившийся между ним и киназой ещё один белок под названием MEF2 — транскрипционный фактор, который принимает сигналы от МАР-киназ и активирует те или иные гены. Что до супероксиддисмутазы, то это один из ключевых антиоксидантных ферментов, которые находятся в митохондриях. Побочные продукты работы митохондрий — разнообразные кислородные радикалы, которые могли бы весьма навредить клетке, если бы не бригады упомянутых антиоксидантных ферментов.

Любопытно, что введение супероксиддисмутазы мухам с выключенной МАР-киназой восстанавливало у насекомых нормальную продолжительность жизни. При этом введение других антиоксидантных ферментов такого эффекта не давало. Результаты работы учёные опубликовали в журнале Developmental Cell.

До сих пор путь к долгой жизни ассоциировали преимущественно с сигнальными путями, которые были завязаны на инсулине. Снижение потока калорий, голодание, считалось самым верным способом продлить себе век. Впрочем, в том, что антиокислительные механизмы тоже могут продлевать жизнь, нет ничего странного. Удивительно другое: то, что ключевым фактором здесь оказалась даже не нервная ткань, а мышцы. Возможно, ещё более впечатляющих результатов удастся достичь, если одновременно воздействовать и на инсулиновый, и на антиоксидантный путь.

Источники - материалы Университета Эмори, Компьюлента.