Хората живеят по-дълго от всякога. Но наред с увеличената продължителност

Хората живеят по-дълго от всеки път. Но наред с увеличената дълготрайност на живота се усилва и появяването на болести, свързани с възрастта, като рак и деменция. Но разбирането на биологията на стареенето и познаването на гените и протеините, участващи в тези процеси, ще помогне да се усили интервалът, в който хората могат да живеят в здравословно и продуктивно положение, без заболявания, свързани с възрастта.

В скорошно изследване на екип от университета в Есекс беше разпознат нов протеин срещу стареене, наименуван Gaf1. Беше открито, че Gaf1 управлява протеиновия метаболизъм – развой, който е забъркан в стареенето и заболяванията. Според създателите, без Gaf1, клетките имат по-кратък живот.

Стареенето е комплициран развой и зависи както от гените, по този начин и от факторите на околната среда, в това число от диетата. Широко знае се, че диетите с лимитирани калории могат да удължат живота. Това важи за разнообразни организми, в това число дрожди, плъхове и маймуни. Краткосрочните изследвания допускат, че такава диета усъвършенства здравето при хората.

Сега учените откриват, че в действителност количеството на характерни хранителни субстанции – като аминокиселини (градивни детайли на протеини), са свързани с дълголетието, а не количеството на употребяваните калории.

Клетките усещат количеството хранителни субстанции в средата си посредством характерни молекули. Една от тези молекули е ензимът Target of Rapamycin, прочут още като TOR. TOR усеща количеството аминокиселини, присъстващи в тялото и налично за клетките. Когато клетките имат обилие от аминокиселини, ензимът TOR изглажда метаболизма и инструктира клетките да порастват, като вършат доста протеини. Този развой се назовава превод на протеин.

Но в случай че аминокиселините са лимитирани, TOR инструктира тялото да бъде нащрек – положение, което учените назовават ​​ “лек отговор на напрежението “. Този „ стрес-отговор “ е потребен за клетките и организма като цяло, до момента в който нарасналата транслация и оборотите на протеини е пагубна. Това е по този начин, тъй като дълголетието е тясно обвързвано със способността на организма да се оправя дейно с вътрешни и външни натоварвания. Клетка, която е „ нащрек “, се оправя по-добре. Клетка, която влага в превод на протеини и по този метод в напредък, намалява защитните си сили и не може да се оправи толкоз дейно със напрежението.

В скорошно изследване учени проучиха оборотите на протеини в клетките на разнообразни животни с дълготрайност на живота от четири до 200 години. Те разкрили, че животните с по-дълъг живот имат по-нисък оборот на протеини и сила в своите кафези спрямо живеещите по-кратко.

Нашата ДНК носи нашата генетична информация. Гените са части ДНК и доста от тях са виновни за производството на протеини. За да се получи протеин, клетката би трябвало да създаде копие (наречено тРНК) на съответния ген, посредством развой, прочут като транскрипция. MRNA управлява рибозомите на клетките в реда, по който аминокиселините би трябвало да бъдат свързани дружно, като вършат протеини.

Освен че се нуждаят от тРНК и рибозоми, клетките също се нуждаят от сила под формата на АТФ, аминокиселини и тРНК (малки молекули, които ще придвижват аминокиселините към рибозомите) за превод на протеин. Преводът лишава доста сила на клетката и всяка клетка може да се нуждае от десетки хиляди рибозоми, с цел да преведе протеините си.

Колкото повече храна има клетката, толкоз по-активен е ензимът TOR – по този метод инструктира клетката да пораства и да се дели, което изисква превод на протеини и разход на сила. Напротив, когато TOR е неактивен (както се случва по време на ограничение на диетата), той ще спре транслацията посредством попречване на действието на съществуващите рибозоми. Освен това стопира производството на нови рибозоми.

Наскоро бяха открити нови функционалности на протеина Gaf1. Gaf1 е транскрипционен фактор, което значи, че е протеин, който е в положение да се свързва с ДНК на клетката и да задейства или репресира характерни гени. Когато TOR е деен, Gaf1 се намира в цитоплазмата на клетката и не се свързва с ДНК. Въпреки това, когато TOR се инактивира посредством диета или медикаменти, Gaf1 може да пътува до ядрото и да се свързва с ДНК. Когато се свързва с ДНК, Gaf1 стопира всички гени, виновни за основаването на tRNA. Той също по този начин стопира други гени, нужни за транслацията, като тези, виновни за основаването на рибозоми. Това прави, като управлява мрежа от гени, виновни за обезпечаването на всички градивни детайли за производството на протеини. Това значи, че Gaf1 подсигурява, че клетката ще спре да предава сила в превод, като не й разрешава да прави съставените елементи, нужни за този развой. Това обаче е единствено краткотрайно и може да се обърне, откакто са налични аминокиселини.

Клетките лишени от Gaf1, са краткотрайни. Както бе упоменато, TOR алармира на клетките да порастват, което способства за тяхното стареене. Но когато TOR се инхибира посредством ограничение на диетата или медикаменти, растежът се стопира и животът им се удължава. Без Gaf1 растежът не е спрян и следеното удължение на живота не се реализира изцяло.

Въпреки че новото изследване преглежда особено дрождите, протеини, сходни на Gaf1, съществуват при доста животни, в това число при хората и е потвърдено, че те управляват развиването ни и стволовите кафези, които са значими за това дали ще се развият болести като рак. Възможно е тези протеини да имат същата функционалност при хората като Gaf1 в дрождите.

Функцията TOR, клетъчният напредък и производството на протеини са значими за физиологията и здравето, само че също по този начин могат да допринесат за развиването на някои болести като рак или заболяването на Алцхаймер.

Новото изследване сподели по какъв начин се лимитира диетата даже до гените на клетката. Това може да разреши съответни медикаменти или диети да променят функционалността на тези фактори, което може даже да усъвършенства здравето ни.