Хормонски рецептори против стареењето на компанијата Макс Планк

Каенорабдитис елеганс: Идеален модел на организам за возрасни студии

Кружниот црв Каенорабдитис елеганс не живее долго - по 20 дена обично е готово. Ова го прави идеален истражувачки објект за научниците, бидејќи тие можат да го испитаат целиот животен циклус на црвот за краток временски период (Сл. 1) Покрај тоа, геномот на организмот, кој се состои од помалку од илјада клетки, е целосно анализиран и многу од гени на црви, исто така, се јавуваат во слична форма кај луѓето. Истражувачите од Институтот за биологија на стареење „Макс Планк“ сакаат да ги користат Каенорабдитис елеганс дознајте како хормоните го контролираат стареењето. Тие се особено заинтересирани за рецепторите на хормоните во клеточното јадро, кои ја регулираат активноста на метаболичките гени.

Сл. 1: Lifeивотниот циклус на Канорабдитис елеганс. Под поволни услови, нематодата поминува низ различни фази на развој и напредува брзо (за 3 до 5 дена) од ембрионскиот стадиум низ четири ларвови (L1 - L4) до возрасен црв (оптимална температура на околината: 15 - 20 ° C). Возрасните црви потоа живеат уште 2 до 3 недели.

Сл. 1: Lifeивотниот циклус на Канорабдитис елеганс. Под поволни услови, нематодата поминува низ различни фази на развој и напредува брзо (за 3-5 дена) од ембрионалната фаза низ четири ларвови (L1 - L4) до возрасниот црв (оптимална температура на околината: 15 - 20 ° C). Возрасните црви тогаш живеат уште 2 до 3 недели.

Намалениот внес на калории може да има ефект на продолжување на животот

Намалувањето на внесот на калории има директно влијание врз нашата долговечност. Во специјалистичката литература, ова се нарекува „ограничување на исхраната“ или „ограничување на калориите во исхраната“ (овде накратко „диета“). Диетата може да влијае на здравјето и очекуваното траење на животот на разни организми и да го зголеми животниот век на црвите, мувите и глодарите. Сепак, намалениот внес на калории не треба да доведе до неухранетост. Сепак, основните механизми сè уште не се целосно разбрани. Научни докази покажуваат дека диетата кај луѓето ја намалува телесната температура, нивото на инсулин и телесните масти. Покрај тоа, подобрените нивоа на холестерол и липиди укажуваат на намален ризик од кардиоваскуларни болести. И обратно, премногу високиот внес на калории може да биде фактор на ризик за болести поврзани со стареењето, како што се дебелина, дијабетес, срцеви заболувања, невродегенерација и рак. Студијата опишана овде обезбедува важни докази дека рецепторите на хормони го регулираат зголемувањето на животниот век поврзано со диета.

Хормонските рецептори го контролираат нашиот процес на стареење

Хормонските рецептори опишани во студијата се протеини кои се наоѓаат во клеточното јадро и кои врзуваат одредени сигнални молекули, во овој случај хормони [2, 3]. Секој рецептор има многу специфично место за врзување за соодветната сигнална молекула. Веднаш штом ќе се поврзе со рецепторот, тој се активира и предизвикува специјални процеси на сигнализација. Рецепторите испитани овде специфично влијаат на изразувањето, т.е. вклучувањето и исклучувањето, на одделни гени или генски групи во клеточното јадро и со тоа го контролираат клеточниот развој и метаболичките програми.

Резултатите од истражувачите во Келн покажуваат дека рецепторот на хормонот NHR-62 мора да биде активен за намален внес на калории за да има ефект на продолжување на животот. Lивее со активен NHR-62 Caenorhabdititis elegans со намален внес на калории за една четвртина од својот нормален живот подолг. Овие податоци го даваат првиот доказ дека нуклеарниот рецептор NHR-62 е одговорен за продолжувањето на животниот век предизвикано од диетата. Очигледно постои уште неидентификуван хормон кој го контролира животниот век на црвот токму преку овој рецептор. Доколку се идентификува овој хормон, тој може да се администрира на црвот и со тоа да се продолжи неговиот животен век без заобиколување преку намалување на калориите. Хормонскиот рецептор NHR-62 се произведува во различни клетки, вклучувајќи нервни клетки и цревни клетки.

Анализите на транскриптом, т.е. мерењето и споредувањето на целоста на сите молекули на гласникот РНК (mRNA) произведени во клетка, исто така, покажаа дека диетата има значајни ефекти врз активирањето на гените. Од приближно 20.000 гени во црвот, околу 3.000 ја менуваат својата активност, од кои околу 600 се регулирани само со NHR-62. Затоа, се претпоставува дека има многу други гени кои влијаат на очекуваното траење на животот и можеби го регулираат целокупниот животен век во рамките на мрежата. Истражувачите на Макс Планк, исто така, се сомневаат дека ваквите рецептори на хормони не само што ја контролираат максималната возраст на кружниот црв, туку и на луѓето; има рецептор сличен на NHR-62, назначен за HNF-4a.

Исхраната влијае на животниот век на друг начин.Друго истражување на научниците покажа дека црвите без друг хормонски рецептор, NHR-8, од една страна остануваат во вид на „пред-пубертетска“ фаза на млади подолго пред да бидат целосно пораснати [3] . Од друга страна, тие исто така умираат порано од животните со активен рецептор. NHR-8 рецептори се наоѓаат во јадрото на цревните клетки (Сл. 2), тој е одговорен за рамнотежата на холестеролот во организмот. Без него, црвот не може да произведе доволно стероидни хормони од холестеролот и со тоа подоцна станува сексуално зрел. Покрај тоа, неговиот метаболизам на маснотии се менува и затоа се намалува вкупниот животен век. Како и кај NHR-62, има и поврзани хомолошки гени на NHR-8 кај луѓето. Метаболизмот на холестерол може да има директно влијание не само врз физичкиот развој, туку и врз животниот век на човекот.

Сл. 2: NHR-8 рецепторот, споен со зелениот флуоресцентен протеин GFP, се изразува во цревните клетки на Caenorhabditis elegans и првенствено се наоѓа во јадрото. Црвот прикажан овде е во фаза на ларво L3. Скала лента: 20 μm. Лево: Комплетна слика на нематодата со микроскоп со флуоресценција. Акумулацијата на споените рецептори (NHR-8-GFP) е јасно препознатлива од зелените точки. Десно: Зголемување на левиот поглед за да стане јасно дека рецепторот се наоѓа само во јадрото на цревните клетки. Цревата се протега од двете страни по должината на главната оска на телото.

Резултатите опишани овде за прв пат покажуваат дека нуклеарните рецептори се од клучно значење за продолжување на животниот век со намален внес на калории, што подразбира и хормонална и метаболичка контрола на животниот век и процес на стареење на клетките и организмите во различна позадина под влијание на хормоналната активност се појавува.