На сьогоднішній день в ряді експериментів було продемонстровано, що якщо мишей або інших тварин зголодніють до межі голоду, тривалість їх життя буде продовжена. Однак про молекулярний механізм взаємозв'язку між харчуванням та довголіттям дотепер відомо дуже мало. Вчені з Інституту Солка США зараз виявили два найважливіші ферменти, які спільно визначають користь голодування для здоров’я.

тривалості життя

Хоча фактори способу життя, такі як ожиріння, однозначно впливають на тривалість життя, експерти, як правило, вважають, що в основі старіння лежать генетичні фактори. На даний момент відомо три відомі генетичні мережі, вплив яких сприяє більш тривалому утриманню молодості. Один з основних напрямків - інсулін/інсуліноподібний фактор росту-1, який регулює обмін речовин і ріст; друга управляється мітохондріями, «електростанціями» клітин, а третя - обмеженням їжі.

Наразі дослідникам відомий лише один фактор, який може бути пов’язаний із збільшенням тривалості життя в результаті дієти з дуже обмеженим споживанням калорій, і цей фактор справляє свою дію в самому кінці біохімічного сигнального шляху. Два щойно відкриті ферменти є першими в черзі, тож вони наближають дослідників до відкриття рецептора, який вловлює сигнал про ввімкнення процесу «збільшення тривалості життя». Якщо у нематоди Caenorhabditis elegans, яка є предметом експерименту, бракує ферменту і марно голодує, тривалість її життя не буде продовжена, пишуть дослідники в опублікованому нині інтернет-виданні журналу Nature.

Випадкове відкриття

Андреа К. Каррано, перший автор статті, спочатку не хотів з’ясувати молекулярний зв’язок між обмеженням харчування та продовженням життя. Він просто вивчав роль ферменту під назвою WWP-1 у ссавців. Все, що він знав, - це те, що WWP-1 - це так звана лібіза убиквітину, клітини ссавців якої також містять три копії, що ускладнює вивчення її функції. Убіквітинові лігази працюють з так званими кон'югуючими убіквітин ферментами: вони приєднують молекулярні ланцюги убиквітину до інших білків. Цей процес, який називається убіквітацією, призначає білкові субстрати для руйнування, але також може служити регуляторним сигналом.

Оскільки нематода Caenorhabditis elegans, на відміну від ссавців, містить лише одну копію ферменту WWP-1, яку легше перевірити, Каррано співпрацює з Ендрю Ділліном з лабораторії молекулярної та клітинної біології Інституту Солка для вивчення старіння та тривалості життя C. elegans. Вже з початкових експериментів було встановлено, що глисти, які не містять ген WWP-1, хоча і здаються нормальними, набагато більш чутливі до наслідків стресу. Це свідчить про те, що WWP-1 може відігравати певну роль у процесі старіння, оскільки мутації, що впливають на толерантність до стресу, дуже часто асоціюються з довголіттям.

На основі результатів Каррано зосередив свої подальші експерименти на потенційній ролі МПП-1 у регулюванні тривалості життя. Коли генетично модифіковані черв’яки збільшували експресію WWP-1 більше, ніж зазвичай, тривалість життя добре вгодованих черв’яків зростала в середньому на 20 відсотків.

Другий фермент

Коли в дослідженні інших дослідники повідомили, що фермент під назвою UBC-18 взаємодіє з WWP-1, Каррано замислювався, чи цей фермент також відіграє роль у збільшенні тривалості життя, спричиненої обмеженням харчування. Було виявлено, що надмірна експресія UBC-18 не призводить до подовження тривалості життя, але за її відсутності позбавлення їжі не має такого ефекту. Наявність обох ферментів необхідна для сприятливого ефекту.

Відкриття двох ферментів, таким чином, наблизило дослідників до рецептора, який увімкнув процес продовження життя. Якби дослідники змогли ідентифікувати сам рецептор, це дозволило б їм розробляти препарати, що імітують сигнал, що призводить до нових методів лікування вікових захворювань. Таким чином, можна було б отримати користь для здоров'я від обмеження споживання калорій, фактично не застосовуючи нездоланних дієтичних обмежень.