Bu proteini hedeflemek, yaşlanmayla mücadeleye yardımcı olabilir
Bilim adamları, yaşlanma ile giderek daha fazla işlevsiz hale gelen bilinmeyen bir genetik hücre metabolizması mekanizması keşfettiler.
İsviçre'deki École Polytechnique Fédérale de Lausanne'daki (EPFL) araştırmacılar, bulgularının yaşlanma ve yaşla ilgili koşullarla mücadele etmek için tedaviler için yeni hedeflere yol açabileceğini öne sürüyorlar.
Keşifleri, hücrelerin içinde kendilerine enerjilerini veren minik güç birimleri olan mitokondrinin işlevini değiştiren bir proteinle ilgilidir.
EPFL ekibi, yaşlı hayvanlardan alınan beyin ve kas dokusunun, pumilio RNA bağlayıcı aile üyesi 2 (PUM2) olarak adlandırılan yüksek protein seviyelerine sahip olduğunu buldu.
Dergide bir çalışma kağıdı Moleküler Hücre Yaşlanmanın daha yüksek PUM2 seviyelerini nasıl indüklediğini ve bunun da mitokondriyal fisyon faktörü (MFF) olarak adlandırılan başka bir proteinin seviyelerini düşürdüğünü açıklar.
MFF, hücrelerin büyük mitokondriyi daha küçük birimlere ayırmasına ve onları temizlemesine yardımcı olur. Yaşlı hayvanlardan alınan doku örnekleri de daha düşük MFF seviyelerine sahipti.
Araştırmacılar, hayvanlar yaşlandıkça PUM2 / MFF yolağının giderek daha düzensiz hale geldiğini öne sürüyorlar.
PUM2 seviyeleri yükseldikçe, MFF seviyelerini düşürürler. Sonuç, hücrelerin giderek daha fazla parçalanamaz hale gelmesi ve daha küçük mitokondriyi temizlemesidir. Zaman geçtikçe hücreler ve dokular gittikçe daha büyük, sağlıksız mitokondri birikir.
RNA bağlayıcı proteinler ve yaşlanma
PUM2, RNA bağlayıcı bir proteindir. Bu moleküller, hücrelerin işlemesi için DNA kodu taşıyan haberci RNA (mRNA) moleküllerine bağlanarak gen ekspresyonunu değiştirir.
Son çalışmada ekip, PUM2'nin MFF için DNA kodunu taşıyan mRNA moleküllerine bağlandığında, hücrelerin bu mRNA moleküllerinden MFF proteini yapma kabiliyetini engellediğini keşfetti.
Hücrelerde ve dokularda yaşlanmayı etkileyen moleküller üzerine yapılan araştırmaların çoğu, mRNA'ya gen transkripsiyonuna odaklanma eğilimindedir. Bununla birlikte, bu, genlerde tutulan bilgilerin hücrelerin işleyişine aktarılmasının karmaşık sürecinin sadece ilk adımıdır.
EPFL araştırmacıları, gen transkripsiyonundan sonra ortaya çıkan adımı araştırmaya karar verdiklerinde PUM2 / MFF yolunu keşfettiler.
Yaşla birlikte değişen RNA bağlayıcı proteinleri belirlemek için hayvan hücrelerini taradıklarında, PUM2'nin özellikle yaşlı hayvanlarda yükseldiğini buldular.
PUM2 yalnızca tanıdığı sitelere sahip mRNA moleküllerine bağlanır. MRNA'ya bağlandığında, kodun karşılık gelen proteine çevrilmesini durdurur.
Ekip, bir "sistem genetiği" yaklaşımı kullanarak, PUM2'nin bağlandığı önceden bilinmeyen bir mRNA'yı keşfetti. Bu, hücrelerin MFF yapması için kod taşıyan mRNA idi.
Gen düzenleme, yaşla ilgili etkileri tersine çevirdi
Araştırmanın başka bir bölümünde araştırmacılar, PUM2'nin hücreler ve dokular üzerindeki yaşa bağlı etkisini tersine çevirmenin nasıl mümkün olabileceğini gösterdiler.
CRISPR-Cas9 gen düzenleme teknolojisini kullanarak, karşılık gelen kodlama genini susturarak eski farelerin kaslarındaki PUM2'yi azalttılar.
Bu, daha yüksek MFF proteini seviyelerine yol açtı ve bu - artan parçalanma ve atık temizleme yoluyla - yaşlı farelerde mitokondriyal işlevi iyileştirdi.
Ekip ayrıca yuvarlak kurtta benzer bir mekanizmayı da araştırdı. Caenorhabditis elegans, bilim adamlarının moleküler yolları incelemek için sıklıkla kullandıkları bir model.
Yuvarlak kurtta yaşlanma, RNA bağlayıcı protein PUF-8'in daha yüksek seviyelerine neden olur. Araştırmacılar, eski solucanlarda PUF-8 için karşılık gelen geni susturmanın mitokondrilerinin işleyişini iyileştirdiğini ve yaşam sürelerini uzattığını buldular.
Diğer çalışmalar, RNA bağlayıcı proteinleri nöromüsküler dejeneratif hastalıklara bağlamıştır. Ayrıca, sıklıkla patolojik granüller adı verilen kümeler halinde toplandıklarını da gösterdiler.
EPFL araştırmacıları, PUM2'nin yaşlanmayla birlikte MFF mRNA'yı bağlayan ve yakalayan parçacıklar halinde kümelenmeye benzer bir eğilime sahip olduğunu buldular.
