Согласно новому исследованию Harvard T, манипулирование митохондриальными сетями внутри клеток – либо с помощью диетических ограничений, либо с помощью генетических манипуляций, которые имитируют это – может увеличить продолжительность жизни и укрепить здоровье.ЧАС. Школа общественного здравоохранения Чан.
Исследование, опубликованное в Интернете 26 октября 2017 г. в журнале Cell Metabolism, проливает свет на основную биологию, влияющую на снижение способности клеток обрабатывать энергию с течением времени, что приводит к старению и возрастным заболеваниям, а также на то, как такие вмешательства, как периоды голодания, могут способствовать здоровому старению.
Митохондрии – структуры клеток, производящие энергию, – существуют в сетях, которые динамически меняют форму в зависимости от потребности в энергии. Их способность делать это с возрастом снижается, но влияние этого на метаболизм и клеточную функцию ранее было неясным. В этом исследовании исследователи показали причинную связь между динамическими изменениями формы митохондриальных сетей и продолжительностью жизни.
Ученые использовали C. elegans (нематодные черви), которые живут всего две недели и, таким образом, позволяют изучать старение в реальном времени в лаборатории. Митохондриальные сети внутри клеток обычно переключаются между слитым и фрагментированным состояниями. Исследователи обнаружили, что ограничение диеты червей или имитация ограничений в питании посредством генетических манипуляций с чувствительным к энергии белком, называемым AMP-активированной протеинкиназой (AMPK), поддерживает митохондриальные сети в слитой или "молодой" штат. Кроме того, они обнаружили, что эти молодые сети увеличивают продолжительность жизни за счет взаимодействия с органеллами, называемыми пероксисомами, для модуляции метаболизма жиров.
"Ранее было показано, что низкокалорийные состояния, такие как ограничение питания и периодическое голодание, способствуют здоровому старению. Понимание того, почему это так, является решающим шагом на пути к возможности терапевтического использования преимуществ," сказала Хизер Вейр, ведущий автор исследования, которая проводила исследование в Гарвардской школе Чана, а сейчас является научным сотрудником Astex Pharmaceuticals. "Наши результаты открывают новые возможности для поиска терапевтических стратегий, которые снизят вероятность развития возрастных заболеваний по мере того, как мы стареем."
"Хотя предыдущая работа показала, как прерывистое голодание может замедлить старение, мы только начинаем понимать лежащую в основе биологию," сказал Уильям Мэр, доцент кафедры генетики и сложных заболеваний Гарвардской школы Чана и старший автор исследования. "Наша работа показывает, насколько важна пластичность митохондриальных сетей для пользы голодания. Если мы зафиксируем митохондрии в одном состоянии, мы полностью заблокируем влияние голодания или диетических ограничений на долголетие."
Следующие шаги для исследователей, включая тестирование роли митохондриальных сетей в эффекте голодания у млекопитающих, а также могут ли дефекты гибкости митохондрий объяснить связь между ожирением и повышенным риском возрастных заболеваний.