Istraživači sa severozapada identifikovali su novi faktor transkripcije koji reguliše signalni mehanizam koji koristi oplođeni embrion da zaštiti svoju majku od ćelijskog stresa i stresa iz okoline, prema studiji objavljenoj u časopisu Geni i razvoj.
Nalazi imaju implikacije za promovisanje zdravog starenja terapeutskim ciljanjem na disregulaciju proteina u vezi sa starenjem i pogrešno savijanje, što može dovesti do razvoja mnogih neurodegenerativnih poremećaja.
„Naš rad zaista pokušava da shvati u starenju koji su najraniji događaji koje možemo otkriti da bismo obnovili proteostazu, jer proteostaza kontroliše zdravlje svakog proteina. Mreža proteostaze koja kontroliše sintezu, savijanje i čišćenje proteina je jedini ćelijski put koji mi znati da to može sprečiti ili poboljšati klirens formiranja amiloida“, rekao je dr Richard Morimoto.
Morimoto je profesor na Odeljenju za neurologiju Ken i Rut Dejvi i profesor biologije Bill i Gejl Kuk na Vajnberg koledžu za umetnost i nauku, i bio je viši autor studije.
Zdravlje organizma zavisi od funkcionalnog proteoma, odnosno čitavog skupa proteina izraženih u svakoj ćeliji organizma. Kako organizam prirodno stari, proteini pokazuju veći rizik od pogrešnog savijanja i agregacije da bi se formirao amiloid, koji igra ključnu ulogu u razvoju mnogih neurodegenerativnih bolesti kod ljudi, uključujući Alchajmerovu bolest, Parkinsonovu bolest i cističnu fibrozu.
Ovaj „kolaps proteostaze“ je fenomen koji su prethodno otkrili Morimoto i njegove kolege proučavajući C. elegans modele neurodegenerativnih bolesti. C. elegans je providni okrugli crv čiji je biohemijski sastav sličan ljudskom i naučnici ga koriste za bolje razumevanje ljudske biologije, uključujući starenje i razvoj bolesti.
U nedavnoj studiji, Morimotova grupa je otkrila koristeći C. elegans modele neurodegenerativnih bolesti da oštećeni oplođeni embrion štiti majku od ćelijskog stresa tako što joj šalje molekularne signale za unapređenje njenog opšteg zdravlja kako bi mogla da proizvede buduće generacije zdravih jajnih ćelija.
Rezultati genetskog pregleda obavljenog kod C. elegans otkrili su da kada je vitelinski sloj — spoljašnja ljuska jajeta — oštećen, embrion signalizira majci da spreči kolaps proteostaze i da potisne agregaciju proteina.
„Bilo je zapanjujuće. Bio je to, na neki način, novi oblik transgeneracijske signalizacije“, rekao je Morimoto. „To je bilo intrigantno jer se radi o komunikaciji od jednog tkiva, jajeta, do majke.
U trenutnoj studiji, koristeći napredne tehnike transkriptomije, Morimotov tim je otkrio da je ovaj signalni put regulisan transkripcionim faktorom zvanim NHR-49, za koji je poznato da podržava ekspresiju gena kod svih metazoana koji koriste jaja, uključujući ljude, i reguliše metabolizam lipida.
Metabolizam lipida je razlaganje i skladištenje masnih kiselina koje će ćelija koristiti kao energija i takođe podržava konverziju lipida za izgradnju ćelijske membrane.
Nalazi utvrđuju NHR-49 kao ključni regulator koji povezuje homeostazu lipida i ćelijsku otpornost sa proteotoksičnim stresom. Ovaj signalni put bi stoga mogao poslužiti kao biomarker i terapeutska meta za regulisanje proteostaze i, na kraju, promovisanje zdravog starenja, kaže Morimoto.
„Glavni naglasak za budućnost je da sada ovo pretvorimo u predvidljive modele za koje bismo onda mogli da ciljamo taj put ili taj skup gena“, rekao je Morimoto.
Sadašnja studija je deo većeg napora koji vodi Morimoto da poboljša razumevanje kako proteostaza reguliše zdravo starenje i da spreči bolesti pogrešnog savijanja proteina.
„Naša sposobnost da identifikujemo mašineriju i razumemo šta je optimalno omogućava nam da razumemo kako da podmladimo ćeliju, tkivo i organizam protiv pretnji starenja“, rekao je Morimoto.
