Vai šī fermenta mērķauditorija varētu palēnināt novecošanos un ar to saistītās slimības?
Fermenta izpēte, kas aptur šūnu dalīšanos, varētu būt auglīgs ceļš pētījumiem par to, kā palēnināt novecošanos un ārstēt ar novecošanu saistītas slimības.
Tas bija secinājums, pie kura pētnieki Kobes universitātē Japānā nonāca, pētot enzīmu D-aminoskābju oksidāzi (DAO) un tā lomu šūnās.
DAO metabolizē D-aminoskābes, kuras atšķirībā no spoguļattēla L-aminoskābēm ir tikai nedaudz sastopamas zīdītāju bioloģijā.
Šī iemesla dēļ līdz nesenajam pētījumam zinātnieki maz zināja par DAO ietekmi organismā.
Jaunais atklājums atklāj, ka D-aminoskābju metabolizācijas procesā DAO rada reaktīvas skābekļa sugas (ROS), kas ir nestabilu molekulu grupa, kas izraisa šūnu stresu.
Stresori, piemēram, DNS bojājumi un ROS, noved šūnas uz novecošanu, neatgriezenisku stāvokli, kurā tās vairs nespēj atkārtoties.
Atklājums atklāj molekulāro mehānismu, kas trūkst iepriekšējos pētījumos, kas saistīja ROS ar šūnu novecošanu un novecošanos.
ROS un šūnu novecošanās
ROS ir nozīmīgi spēlētāji novecošanās un daudzu slimību, kurām ir tendence pieaugt līdz ar vecumu, bioloģijā, piemēram, Parkinsona, Alcheimera, diabēta un daudzu vēža gadījumu.
Nesenais pētījums palielina izpratni par novecojošo šūnu lomu šajās attiecībās.
Ieiešana neatgriezeniskā stāvoklī, kurā tā vairs nevar dalīties un vairoties, ne vienmēr samazina šūnas spēju mainīties un ietekmēt.
Sākotnējie pētījumi liecināja, ka šūnu novecošanās galvenā ietekme uz cilvēka bioloģiju bija aizsardzība pret vēzi. Tikai novecojošā stāvoklī šūnas ar bojātu DNS nevar vairoties un izraisīt audzējus.
Kopš tā laika pētījumi ir atklājuši, ka novecojošās šūnas aktīvi darbojas audu labošanā, brūču dziedēšanā, embrija attīstībā un novecošanā.
Turpmāko pētījumu galvenā uzmanība tiek pievērsta dažādiem stresa faktoriem, kas var izraisīt šūnu nonākšanu neatgriezeniskā stāvoklī.
Turklāt arvien vairāk ir zināšanu par to, kā ar novecošanos saistītas bioloģiskās izmaiņas un slimības ir saistītas ar ROS un novecošanu.
Ievērojot DAO lomu
Iepriekšējā darbā Kobes universitātes pētnieki bija atklājuši, ka novecošana izraisa audzēja nomācošās molekulas p53 darbību un ka tas aktivizē DAO gēnu.
Tomēr šajā pētījumā pilnībā netika izpētītas tiešās attiecības starp DAO un novecošanu, ”viņi atzīmē.
Savā jaunākajā pētījumā pētnieki pievilināja vēža šūnas novecošanās procesā, pakļaujot tām zemu "pretvēža zāļu līmeni, kas izraisa DNS dubultās virknes pārtraukumus".
Viņi tomēr atklāja, ka DAO aktivitātes samazināšana vai nu ar zālēm, vai arī apklusinot tās gēnu, samazināja novecošanu un ROS ražošanu.
Citā eksperimentā viņi izmantoja DAO mutantu, kas neļāva tam rīkoties kā fermentam. Šī DAO versija tomēr neražoja ROS un neveicināja novecošanu.
Komanda apgalvo, ka tas pierāda, ka DAO kā fermenta spēja radīt ROS ļauj tai veicināt novecošanu šūnās.
Turpmākajos eksperimentos zinātnieki atklāja citus ceļus, kas palīdz DAO veicināt DNS bojājumu izraisītu novecošanu.
Galvenais faktors ir transporter gēns SLC52A1, kas palīdz palielināt koenzīma flavīna adenīna dinukleotīda (FAD) līmeni.
DAO nepieciešama FAD piegāde, un SLC52A1 nodrošina šo piegādi, palielinot B-2 vitamīna, FAD sastāvdaļas, pieejamību.
Pētnieki piesardzīgi vērtē savu secinājumu sekas. ROS ne vienmēr ir sliktie puiši: tie var arī dot labumu veselībai. Piemēram, zems ROS līmenis var pagarināt mūžu, un imūnsistēmai tie ir nepieciešami, lai cīnītos ar infekciju.
Varbūt tieši ROS pārprodukcija rada problēmas un padomi līdzsvaro šūnu stresu, slimības un novecošanos. Šajā ziņā pētījums identificē DAO iepriekš nezināmu lomu.
Pētnieki secina:
"Mūsu rezultāti skaidri parāda jaunu DAO kā DNS bojājumu izraisītas novecošanās veicinātāja funkciju, kas var sniegt jaunu ieskatu par [D] aminoskābju lomu dažādos fizioloģiskos un patoloģiskos procesos, ieskaitot novecošanu, vēzi un novecošanos."
