Kas selle ensüümi sihtimine võib aeglustada vananemist ja sellega seotud haigusi?
Ensüümi uurimine, mis peatab rakkude jagunemise, võib olla viljakas võimalus uurida, kuidas aeglustada vananemist ja ravida vananemisega seotud haigusi.
Sellele järeldusele jõudsid Jaapani Kobe ülikooli teadlased pärast ensüümi D-aminohappe oksüdaasi (DAO) ja selle rolli uurimist rakkudes.
DAO metaboliseerib D-aminohappeid, mis erinevalt peegelpildist nõbu L-aminohapetest esinevad imetajate bioloogias vaid vähesel määral.
Sel põhjusel teadsid teadlased kuni viimase uuringuni DAO mõjust kehas vähe.
Uus leid näitab, et D-aminohapete metaboliseerimise käigus tekitab DAO reaktiivseid hapnikuliike (ROS), mis on rakkude stressi põhjustavate ebastabiilsete molekulide rühm.
Stressorid, näiteks DNA kahjustused ja ROS, viivad rakud vananemisele, pöördumatule seisundile, kus nad ei saa enam paljuneda.
Leid paljastab molekulaarse mehhanismi, mis on kadunud varasemates uuringutes, mis on seostanud ROS-i rakkude vananemise ja vananemisega.
ROS ja rakkude vananemine
ROS on oluline roll vananemisbioloogias ja paljudes haigustes, mis vanuse kasvades kipuvad suurenema, näiteks Parkinsoni tõbi, Alzheimer, diabeet ja paljud vähid.
Värske uuring lisab üha suurenevat arusaama vananevate rakkude rollist selles suhtes.
Pöördumatusse seisundisse sisenemine, milles see ei saa enam jagada ja vohada, ei vähenda tingimata raku muutumis- ja mõjutusvõimet.
Varasemad uuringud näitasid, et rakkude vananemise peamine mõju inimese bioloogiale hõlmas kaitset vähi eest. Vananenud olekus ei saa kahjustatud DNA-ga rakud paljuneda ja põhjustada kasvajaid.
Sellest ajast alates on uuringud siiski näidanud, et vananevad rakud on aktiivsed kudede parandamisel, haavade paranemisel, embrüo arengul ja vananemisel.
Jätkuvate teadusuuringute põhirõhk on suunatud erinevatele stressoritele, mis võivad rakud pöördumatusse seisundisse viia.
Lisaks on üha rohkem teadmisi selle kohta, kuidas vananemisega seotud bioloogilised muutused ja haigused hõlmavad ROS-i ja vananemist.
Süvenemine DAO rolli
Varasemas töös olid Kobe ülikooli teadlased avastanud, et vananemine käivitab kasvaja supressori molekuli p53 ja see aktiveerib DAO geeni.
Kuid see "uuring ei uurinud täielikult DAO ja vananemise otsest seost", märgivad nad.
Oma hiljutises uurimises meelitasid teadlased vähirakke vananema, avaldades neile vähivastast vähivastast ravimit, mis kutsub esile DNA kaheahelalisi purunemisi.
Nad leidsid siiski, et DAO aktiivsuse vähendamine kas ravimite abil või selle geeni vaigistades vähendas vananemist ja ROS-i tootmist.
Teises katses kasutasid nad DAO mutanti, mis peatas selle ensüümina käitumise. See DAO versioon ei tootnud aga ROS-i ega soodustanud vananemist.
Meeskond väidab, et see tõestab, et DAO kui ensüümi võime ROS-i valmistada võimaldab rakkudes vananemist soodustada.
Edasiste katsete käigus avastasid teadlased muid teid, mis aitavad DAO-l DNA kahjustuse põhjustatud vananemist soodustada.
Võtmetegur on transportergeen SLC52A1, mis aitab tõsta koensüümi flaviinadeniindinukleotiidi (FAD) taset.
DAO vajab FAD-i ja SLC52A1 tagab selle, suurendades FAD-i koostisosa B-2-vitamiini kättesaadavust.
Teadlased on ettevaatlikud oma järelduste tagajärgede suhtes. ROS ei ole alati pahad: nad võivad ka tervisele kasu tuua. Näiteks võib madal ROS-tase pikendada eluiga ja immuunsüsteem vajab neid nakkuse vastu võitlemiseks.
Võib-olla põhjustab ROS-i ületootmine probleeme ja annab tasakaalu rakkude stressi, haiguste ja vananemise suunas. Selles osas tuvastatakse uuringus DAO seni tundmatu roll.
Teadlased järeldavad:
"Meie tulemused näitavad selgelt DAO kui DNA kahjustustest põhjustatud vananemise edendaja uut funktsiooni, mis võib anda uue ülevaate [D] -aminohapete rollist erinevates füsioloogilistes ja patoloogilistes protsessides, sealhulgas vananemine, vähk ja vananemine."
