Кристаллографическая структура дрожжевого sir2 в комплексе с АДФ и пептидом гистона H4.
Тот же молекулярный механизм, который увеличивает продолжительность жизни за счет ограничения калорий, может помочь улучшить память и умственные способности, сообщают исследователи из Института обучения и памяти Пикауэра Массачусетского технологического института в выпуске журнала Nature от 11 июля.
Ресвератрол, содержащийся в вине, рекламируется как усилитель продолжительности жизни, потому что он активирует группу ферментов, известных как сиртуины, которые в последние годы приобрели известность благодаря своей способности замедлять процесс старения. Теперь исследователи Массачусетского технологического института сообщают, что Sirtuin1 – белок, который у людей кодируется геном SIRT1, – также способствует памяти и гибкости мозга.
Работа может привести к созданию новых лекарств от болезни Альцгеймера и других изнурительных неврологических заболеваний.
"Ранее мы продемонстрировали, что Сиртуин1 способствует выживанию нейронов при возрастных нейродегенеративных расстройствах. В наших клеточных и мышиных моделях болезни Альцгеймера SIRT1 способствовал выживанию нейронов, уменьшал нейродегенерацию и предотвращал ухудшение обучения," сказал Ли-Хуэй Цай, директор Института Пикауэра и ведущий автор исследования.
"Мы обнаружили, что активность SIRT1 также способствует пластичности и памяти," сказал Цай, профессор нейробиологии Пикауэра и исследователь Медицинского института Говарда Хьюза. "Этот результат демонстрирует многогранную роль SIRT1 в головном мозге, дополнительно подчеркивая его потенциал в качестве мишени для лечения нейродегенерации и состояний с нарушением когнитивных функций, с последствиями для более широкого круга заболеваний центральной нервной системы."
В отдельной работе Массачусетского технологического института исследователи обнаружили, что ген sir2 (тихий регулятор информации) является ключевым регулятором долголетия как у дрожжей, так и у червей. Текущие исследования изучают, влияет ли этот высококонсервативный ген также на продолжительность жизни у млекопитающих.
Версия гена SIRT1 у млекопитающих, по-видимому, приобрела сложные системные роли в сердечной функции, репарации ДНК и стабильности генома. Считается, что SIRT1 является ключевым регулятором эволюционно законсервированного пути, который позволяет организмам справляться с невзгодами. Эти гены и производимые ими ферменты являются частью системы обратной связи, которая увеличивает выживаемость клеток во время стресса, особенно при недостатке пищи.
Недавние исследования связали SIRT1 с нормальной физиологией мозга и неврологическими расстройствами. Однако было неизвестно, играет ли SIRT1 роль в функциях мозга более высокого порядка.
Исследование Института Пикауэра показывает, что SIRT1 увеличивает синаптическую пластичность, связи между нейронами и формирование памяти. Эти результаты демонстрируют новую роль SIRT1 в познании и ранее неизвестный механизм, с помощью которого SIRT1 регулирует эти процессы.
МикроРНК – это небольшие молекулы РНК, закодированные в геномах растений и животных. Эти генные регуляторы участвуют во многих аспектах нормальной и ненормальной функции мозга. Исследование Picower показало, что SIRT1 помогает памяти и синаптической пластичности через ранее неизвестный механизм, основанный на микроРНК: SIRT1 контролирует конкретную микроРНК, позволяя экспрессировать ключевые белки пластичности.
Помимо помощи нейронам в выживании, SIRT1 также играет непосредственную роль в регулировании нормальной функции мозга, демонстрируя свою ценность в качестве потенциальной терапевтической мишени для лечения центральной нервной системы.