Одним из основных факторов старения является потеря стволовых клеток и регенеративных способностей организма. Особенно ярко это проявляется в нервной системе, неспособной полностью восстанавливать функции многих «выбывающих из строя» нейронов. В нейрональных стволовых клетках мышей ученые обнаружили скопления белков, ожидающих переработки в специальных органеллах – лизосомах.
По мере старения клетки ее способность утилизировать эти белки снижается, наполненные ими лизосомы растут и множатся, снижая ее функциональность. Энн Брюне (Anne Brunet) и ее коллегам из Стэнфордского университета удалось «очистить» стволовые клетки от старых белков и тем самым восстановить их способность к росту и делению. Об этом они рассказывают в статье, опубликованной журналом Science.
Обнаружение белковых агрегатов в молодых стволовых клетках было неожиданно для самих ученых: считается, что их накопление связано со старческими нейродегенеративными процессами. Однако находка еще раз подчеркнула важность «внутриклеточной гигиены» и эффективного белкового обмена для здоровья и функциональности нейронов. «Мы были удивлены, поскольку покоящиеся, пассивные нейрональные стволовые клетки, как считается, – это такие "нетронутые" клетки, просто ждущие активации», – говорит Энн Брюне.
Белковые агрегаты накапливаются в них даже быстрее, чем в активно работающих стволовых клетках, поскольку их способность утилизировать эти молекулы ниже. Протеины заключаются в лизосомы – ученые показали, что соответствующие гены продолжают работать и в «спящих» стволовых клетках, – однако не перерабатываются: гены протеаз, необходимых для этого, у них остаются выключены. Так, несмотря на более медленный метаболизм белков, покоящаяся клетка накапливает их куда больше, а ее лизосомы растут.
Со временем этот процесс лишь ускоряется, и стволовая клетка теряет способность нормально отзываться на сигналы к активации; организм теряет еще одну возможность восстановления. Однако ученые показали, что если заставить старую покоящуюся клетку активировать переработку белков, она «омолаживается» и возвращает функциональность. Для этого авторы запускали работу протеаз напрямую, либо помещали клетку в условия дефицита ресурсов, в которых она почти вовсе останавливала синтез новых белков и понемногу «очищалась» сама. Возможно, в будущем будут найдены препараты, совершающие такое «очищение» и в человеческом мозге, восстанавливая его бесценный ресурс регенерации.
Наука
Роман Фишман
