Биологи в реальном времени увидели, как стареют стволовые клетки кожи
Впервые заглянув внутрь «кухни» стареющих клеток кожи, биологи обнаружили, что с возрастом стволовые клетки начинают иначе производить белки, включая молекулы, связанные со стрессом и воспалением. Поскольку старение зависит не только от генов, но и от того, как именно клетка использует генетические инструкции, открытие может помочь найти новый путь для замедления возрастных изменений тканей.
Традиционно старение изучали преимущественно через активность генов: какие из них включаются, а какие со временем «замолкают». Однако между ДНК и готовым белком существует еще один важнейший этап — трансляция, когда клеточные «фабрики» — рибосомы — считывают молекулы РНК и собирают белки. Последние выполняют почти всю работу внутри клетки: образуют структуры, передают сигналы, запускают воспаление и ремонтируют повреждения.
Этот процесс имеет огромное значение для стволовых клеток кожи, которые постоянно обновляют эпидермис и помогают тканям восстанавливаться после повреждений. Ученым давно известно, что молодые стволовые клетки обычно работают в экономном режиме, синтезируя сравнительно мало белков. Это, как считается, помогает им сохранять молодость и способность к регенерации. Правда, проследить, как меняется производство белков в отдельных клетках стареющей ткани до сих пор не представлялось возможным.
Теперь ученые из Университета Цюриха (Швейцария) разработали технологию, которая позволяет наблюдать за работой рибосом в отдельных клетках кожи мышей. Метод получил название in-vivo single-cell ribosome profiling. Он основан на быстром «замораживании» процесса синтеза с помощью вещества, останавливающего движение рибосом по РНК. Последующий анализ молекул РНК позволил создать подробную «карту» синтеза белков.
Проанализировав почти две тысячи клеток эпидермиса, включая стволовые, клетки волосяных фолликулов и иммунные клетки, исследователи обнаружили, что разные типы клеток кожи используют систему синтеза белков по-разному. При этом у пожилых животных некоторые механизмы работы стволовых клеток заметно менялись.
Самыми неожиданными стали изменения в старых стволовых клетках. Выяснилось, что с возрастом резко усиливается синтез группы белков AP-1 — молекул, участвующих в реакции на стресс, воспаление и повреждение тканей. При этом уровень соответствующих молекул РНК почти не менялся. То есть клетки не производили больше генетических инструкций, а активнее использовали уже существующие для сборки белков. Значит, старение может регулироваться в том числе на уровне самой системы синтеза белка.
Внимание ученых также привлек белок JUN — один из ключевых компонентов AP-1. В старой коже его количество заметно возрастало именно в ядрах стволовых клеток. Аналогичная связь наблюдалась и в данных по коже человека: уровень JUN также возрастал с возрастом. Это, по мнению авторов научной работы, может означать, что стареющие клетки переходят в состояние хронического стресса и готовности к воспалительным процессам.
Исследователи также выявили обратный процесс: некоторые важные для нормальной работы кожи белки синтезировались хуже. Среди них оказался E-cadherin — молекула, помогающая клеткам прочно соединяться друг с другом. Ослабление ее синтеза потенциально может объяснить, почему кожа у пожилых хуже восстанавливается после повреждений.
Новый метод поможет изучать старение и другие процессы, связанные с нарушением синтеза белков, включая рак и нейродегенеративные заболевания. В будущем умение управлять этими механизмами может привести к созданию способов поддержания нормальной работы стареющих тканей. Результаты научной работы опубликованы в журнале Molecular Cell.
Telegram 
Дзен 
VK Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.
Деревья растут и люди стареют не потому, что идет время, а из-за происходящих внутри них процессов. Но можно ли сказать, что именно эти процессы порождают время? Ученый создал маленькую Вселенную, в которой дела обстоят именно так.
Ученые выяснили, что золото владеет уникальной «техникой самообороны», которая защищает его от потускнения. Оказалось, атомы на поверхности этого металла способны самостоятельно перестраиваться в особые защитные структуры. Такой невидимый барьер блокирует контакт с кислородом и подавляет процесс окисления в триллион раз эффективнее, чем поверхность любого другого металла.
Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.
Ученые выяснили, почему интервальное голодание для многих оказывается эффективнее обычных диет. Исследование показало, что ограничение времени для приема пищи избавляет худеющего от изнуряющего ощущения жесткого контроля и при этом позволяет сбросить ровно столько же, сколько при скрупулезном подсчете калорий.
Деревья растут и люди стареют не потому, что идет время, а из-за происходящих внутри них процессов. Но можно ли сказать, что именно эти процессы порождают время? Ученый создал маленькую Вселенную, в которой дела обстоят именно так.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии