Нові дослідження вказують, що зупинка рибосом у клітинах мозку може бути ключовим механізмом вікового старіння.
Вплив рибосомальної зупинки на клітинне старіння
Дослідження, проведене в Інституті старіння Лейбніца, виявило механізм, що лежить в основі старіння мозку. Команда Алессандро Челлеріно досліджувала мозок риби-кілліфіш — організму, який швидко старіє. Виявилося, що рибосоми — «молекулярні фабрики» синтезу білків — із віком починають зупинятися на певних ділянках мРНК. “Ми припускаємо, що це явище зупинки рибосом пов’язує всі ці різні ознаки старіння”, — зазначає Челлеріно.
Згідно з даними, у старіючих клітинах рибосоми накопичуються біля кодонів, що кодують аргінін і лізин. Ці амінокислоти часто входять до складу РНК- та ДНК-зв’язуючих білків, важливих для транскрипції, сплайсингу та відновлення ДНК. Зупинка синтезу саме цих білків веде до порушення базових клітинних функцій. Утворюється замкнене коло, в якому мРНК, що кодують рибосомні білки, зупиняються, що призводить до зменшення виробництва рибосом, що призводить до зменшення синтезу білків — пояснює Челлеріно.
Зміни в нейронах та потенціал для терапії
Цікаво, що аналогічні зміни спостерігалися і в людських нейронах. Джин Йо з Каліфорнійського університету в Сан-Дієго повідомляє, що “РНК-зв’язуючі білки виснажуються в людських нейронах з віком”. Він підкреслює: “Ми з’ясовуємо, чому змінюються РНК-зв’язуючі білки” — це може допомогти зрозуміти глибші механізми старіння мозку.
Ключовий момент — активація запального шляху. У риб мозку риби-кілліфіш зупинка рибосом викликає тривожний сигнал, який запускає хронічне запалення. А це, за словами Челлеріно, “є дуже важливим фактором старіння, особливо в мозку”. Якщо аналогічне відбувається у людей, це відкриває перспективи розробки препаратів, які можуть блокувати ці шляхи.
“Але щодо тривалості життя, ще занадто рано про щось говорити”, — обережно додає Челлеріно. Адже досі не з’ясовано, чому рибосоми зупиняються саме на певних амінокислотах. Не менш важливо, чи однаковий цей процес у різних тканинах організму.
Перспективи для запобігання когнітивному занепаду
Наразі наука схиляється до того, що фокус має бути на якості життя, а не її тривалості. Як зазначає Челлеріно, “Ми здебільшого говоримо про поліпшення пізнання або запобігання когнітивного занепаду”. Саме ці зміни стають актуальними у віці, коли відбувається втрата нейронних функцій.
Крім того, результати досліджень підкреслюють значення стабільних змін способу життя. Фізична активність, збалансоване харчування, контроль стресу — все це, за даними дослідників, сприяє підтримці когнітивних функцій, якщо дотримуватись їх систематично.
Біологічні основи: від мРНК до білків
Синтез білків — процес, що починається з ДНК. Спочатку створюються копії рецептів у вигляді мРНК, які потім направляються до рибосом. Рибосоми зчитують триплети нуклеотидів — кодони — і транслюють їх у амінокислоти. Але зі старінням ця чітка система порушується.
Дослідження риби-кілліфіш дозволило візуалізувати зупинку рибосом за допомогою спеціальної методики. Вчені змогли побачити, де саме рибосоми «застрягають» під час трансляції мРНК. З віком накопичувалась велика кількість незавершених білків — результат зупинки на аргінінових і лізинових кодонах. Це знижує синтез білків, що підтримують клітинну стабільність.
“Відомо, що зі старінням відбувається пошкодження ДНК, менше виробляється РНК, менше сплайсингу, менше виробляється білків”, — каже Челлеріно. Усе це є наслідками порушення в роботі білкових фабрик.
Підсумки та значення для майбутніх досліджень
Результати цього дослідження змінюють підхід до вивчення старіння. Вони демонструють, що клітинне старіння — це не лише накопичення пошкоджень, а й збій у ключових процесах, таких як трансляція білків. Зокрема, рибосомальна зупинка може бути універсальним механізмом, що пов’язує різні прояви старіння.
Це відкриття не лише пояснює низку вікових змін, а й надає можливості для розробки цільових терапій. Застосування нових препаратів, що модулюють активність рибосом або знижують запалення, потенційно здатне уповільнити когнітивне старіння. Однак, на думку Челлеріно, перед впровадженням таких методів потрібні подальші дослідження.
Водночас, поки наука шукає ліки, здоровий спосіб життя залишається найнадійнішою стратегією для підтримки мозку у зрілому віці.