_ Păstrarea nucleolului unei celule compactul poate fi cheia combaterii îmbătrânirii

Secretul tinereții celulare poate depinde de păstrarea nucleolului - o structură condensată în interiorul nucleului a unei celule — mică, potrivit anchetatorilor Weill Cornell Medicine. Descoperirile au fost elucidate în drojdie, un organism model faimos pentru producerea pâinii și a berii și totuși surprinzător de similar cu oamenii la nivel celular.

Studiul, publicat pe 25 noiembrie în Nature Aging, poate duce la o nouă longevitate. tratamente care ar putea prelungi durata de viață umană. De asemenea, stabilește un cronometru al mortalității care dezvăluie cât de mult a rămas o celulă înainte de a muri.

Pe măsură ce oamenii îmbătrânesc, este mai probabil să dezvolte afecțiuni de sănătate, cum ar fi cancer, boli cardiovasculare și boli neurodegenerative.

„Îmbătrânirea este cel mai mare factor de risc pentru aceste boli”, a spus dr. Jessica Tyler, profesor de patologie și medicină de laborator la Weill Cornell Medicine. Mai degrabă decât tratarea fiecărei boli separat, o abordare mai bună ar fi să dezvolte un medicament sau un supliment care să întârzie debutul bolilor prin prevenirea defectelor moleculare care le cauzează. Nucleolul poate deține cheia.

Nucleul deține cromozomii celulei și nucleolul în care este găzduit ADN-ul ribozomal (rADN). Nucleolul izolează ADNr-ul care codifică porțiunile de ARN ale ribozomilor, mașina de construcție a proteinelor. ADNr-ul este una dintre cele mai fragile părți ale genomului, datorită naturii sale repetitive, ceea ce face mai dificil de întreținut și reparat dacă este deteriorat. Dacă deteriorarea ADNr-ului nu este reparată cu acuratețe, aceasta poate duce la rearanjamente cromozomiale și moartea celulelor.

În organismele de la drojdie la viermi până la oameni, nucleolii se extind în timpul îmbătrânirii. Pe de altă parte, strategiile anti-îmbătrânire, cum ar fi restricția calorică sau mâncatul mai puțin, au ca rezultat nucleoli mai mici. „Restricția caloriilor face atât de multe lucruri diferite și nimeni nu știe modul exact în care prelungește durata de viață”, a spus dr. Tyler.

Dr. Tyler și coleg postdoctoral Dr. J. Ignacio Gutierrez, primul autor al lucrării, au bănuit că menținerea nucleolilor mici ar putea întârzia îmbătrânirea. Pentru a testa această idee, au conceput o modalitate artificială de a securiza ADNr-ul la membrana care înconjoară nucleul celulelor de drojdie, astfel încât să poată controla când a fost ancorat și când nu.

„Avantajul sistemului nostru este că am putea izola dimensiunea nucleolului de toate celelalte efecte ale strategiilor anti-îmbătrânire”, a spus dr. Gutierrez.

Cercetătorii au descoperit că legarea nucleolului este suficientă pentru a păstrați-l compact, iar nucleolii mici au întârziat îmbătrânirea în aproximativ aceeași măsură ca și restricția calorică.

Interesant, nucleolii nu s-au extins în același ritm pe toată durata de viață pe măsură ce celulele au îmbătrânit. Au rămas mici pentru cea mai mare parte a vieții drojdiei, dar la un prag de dimensiune nucleolar, nucleolii au început brusc să crească rapid și să se extindă la o dimensiune mult mai mare. Celulele au supraviețuit doar pentru o medie de încă cinci diviziuni celulare după ce au atins acest prag.

„Când am văzut că nu este o creștere liniară a dimensiunii, am știut că se întâmplă ceva cu adevărat important”, a spus dr. Gutierrez. . Depășirea pragului pare să servească drept cronometru al mortalității, bifând ultimele momente ale vieții unei celule.

În timpul îmbătrânirii, ADN-ul acumulează daune, dintre care unele pot fi devastatoare pentru celulă. În teste, echipa a descoperit că nucleolii mari aveau ADNr mai puțin stabil decât cei mai mici. De asemenea, atunci când structura este mare, proteinele și alți factori care sunt de obicei excluși din nucleol nu mai sunt ținuți afară. Este ca și cum nucleolul devine scurs, lăsând să intre molecule care pot face ravagii asupra fragilului ADNr.

„Întregul scop al condensatelor este de a separa reacțiile biologice pentru a le ajuta să funcționeze eficient, dar acum, când alte proteine ​​intră în nucleol, aceasta duce la instabilitatea genomului, care declanșează sfârșitul duratei de viață, ", a spus Dr. Tyler. Aceste proteine ​​pot cauza probleme catastrofale, cum ar fi rearanjamentele cromozomiale, pentru a se acumula.

În continuare, cercetătorii intenționează să studieze efectele nucleolare asupra îmbătrânirii în celulele stem umane. Celulele stem sunt speciale deoarece au potențialul de a înlocui alte tipuri de celule pe măsură ce mor. Dar, în cele din urmă, celulele stem încetează să se mai divizeze, așa că cercetătorii speră să folosească cunoștințele dobândite în urma acestui proiect pentru a le face să dureze mai mult.

„Am fost încântat că am putea conecta structura nucleolului cu reparația. proces într-un mod care ar putea fi conservat de la drojdie la om”, a spus dr. Gutierrez.

(Fluierul)