Учёные МГУ: Контроль биосинтеза белка замедлит старение

Сотрудники лаборатории системной биологии старения МГУ имени М. В. Ломоносова изучили актуальную литературу о связи разных этапов биосинтеза белка со старением и опубликовали обзор в научном журнале Aging. По данным последних исследований, блокаторы сигнальных путей, регулирующих трансляцию — биосинтез белка — могут стать основой для создания препаратов, продлевающих жизнь.

Каждая живая клетка содержит в себе тысячи различных белков. Совокупность всех белков клетки называется протеомом. Чтобы клетки работали чётко и слаженно, им необходимо поддерживать протеостаз, то есть процессы синтеза и распада белков должны быть сбалансированы. Будучи последним звеном реализации генетической информации, с возрастом протеом отражает все ошибки, накапливающиеся на пути реализации генетической информации, образуются испорченные белки, протеостаз нарушается. «Бракованные» белки могут также собираться в нерастворимые агрегаты и мешать нормальной работе клетки.

Проблемам утилизации белка и вмешательству в этот процесс посвящено множество исследований последних лет, а как с возрастом изменяется биосинтез белка — вопрос малоизученный. Команда молекулярных биологов из МГУ имени М. В. Ломоносова решила собрать все актуальные данные по этой теме.

«Клетка, накопившая с возрастом повреждения и молекулярный „мусор“, вынуждена жить и работать не в самых лучших условиях. Сейчас мы подозреваем, что стареющий и уже менее активный организм подавляет трансляцию, чтобы не перегружать свои „замусоренные“ клетки новыми белками и экономить энергию. Однако замедлить синтез настолько, чтобы можно было не спеша „разобрать завалы“ и остановить старение, у него не получается», — утверждает первый автор исследования, выпускница факультета биоинженерии и биоинформатики МГУ Александра Анисимова.

Нарушение трансляции и старение клеток, как и организма в целом, тесно связаны, однако механизмы этой взаимосвязи до сих пор не выяснены. «Как показывают данные многочисленных исследований, собранных и проанализированных в обзоре, все стадии биосинтеза белка так или иначе изменяются с возрастом и влияют на продолжительность жизни разных организмов,- рассказывает старший научный сотрудник лаборатории регуляции синтеза белка НИИ ФХБ имени А. Н. Белозерского МГУ, один из руководителей исследования Сергей Дмитриев — Кроме того, ряд внутриклеточных сигнальных путей, которые оказались задействованы в старении, регулируют именно биосинтез белка. Это и неудивительно, учитывая, что трансляция — один из главных метаболических процессов, протекающих в живой клетке: активно функционирующие клетки тратят до 80% своей энергии именно на это».

Вмешательство в процесс биосинтеза белка может затормаживать процессы старения организма. Так, в ряде исследований было показано, что блокаторы отдельных этапов трансляции или внутриклеточных сигнальных путей продлевают жизнь. «Некоторые из появившихся в последние годы высокоспецифичных ингибиторов этих путей (например, блокаторы протеинкиназы mTOR) существенно удлиняют продолжительность жизни самых разных модельных организмов, от дрожжей до млекопитающих. Это даёт надежду, что когда-нибудь в недалёком будущем появятся модуляторы белкового синтеза, которые будут обладать нужной избирательностью и помогут человечеству без каких-либо побочных эффектов продлить активный и здоровый период жизни»,- заключает Сергей Дмитриев.

Лаборатория системной биологии старения была создана в 2017 году на базе НИИ ФХБ имени А. Н. Белозерского МГУ в рамках программы грантов Правительства РФ («мегагранта»). Руководителем лаборатории стал выпускник МГУ, профессор Гарвардской школы медицины Вадим Гладышев. Сейчас научный коллектив Вадима Гладышева занимается изучением прижизненной картины биосинтеза белков в разных органах животных и её связей с различными факторами. Комбинация экспериментальных моделей и биоинформатики позволяет выявить молекулярные маркёры старения и найти клеточные мишени для борьбы с ним и сопутствующими ему заболеваниями.