บทความอายุยืน

โปรตีนที่ค้นพบใหม่รีไซเคิลไมโตคอนเดรียที่แก่ชรา

ไมโตคอนเดรีย
  • โปรตีน p17/permit มีบทบาทในการรีไซเคิลไมโตคอนเดรียที่แก่ชราหรือทำงานผิดปกติ ซึ่งอาจนำไปสู่โรคที่เกี่ยวข้องกับการสูงวัย เช่น มะเร็งหรือโรคอัลไซเมอร์

  • ไมโตคอนเดรียที่แก่ชราจะรั่ว ซึ่งนำไปสู่การพัฒนาสายพันธุ์ออกซิเจนที่เกิดปฏิกิริยา

  • เซราไมด์เป็นโมเลกุลที่กระตุ้นให้เกิดไมโทฟาจี หรือการย่อยไมโตคอนเดรียเก่า

  • โปรตีน permit นำเอนไซม์ที่ผลิตเซราไมด์เข้าไปในไมโตคอนเดรีย ซึ่งช่วยลดการสะสมของเซลล์

บทความนี้เผยแพร่บน EurekAlert.org

ความชราและกลไกเบื้องหลังยังคงเป็นหนึ่งในความลับของชีวิตที่ได้รับการปกป้องอย่างใกล้ชิดที่สุด

เมื่อเราอายุมากขึ้น เซลล์ของเราจะเริ่มแสดงสัญญาณของความเครียด และเส้นทางเฉพาะจะถูกกระตุ้นเพื่อรีไซเคิลและซ่อมแซมเครื่องจักร

เมื่อเร็วๆ นี้ ทีมนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยการแพทย์เซาท์แคโรไลนา (musc) ได้ระบุลักษณะเฉพาะของผู้เล่นใหม่ในเส้นทางเหล่านี้ ซึ่งเป็นโปรตีนที่พวกเขาเรียกว่า p17/permit

ทีมงานนำโดย ph.d. besim ogretmen, smartstate endowed chair ในด้าน lipidomics and drug discovery ที่ musc และเป็นผู้นำร่วมของ developmental cancer therapeutics research program ที่ hollings cancer center ทีมงานรายงานการค้นพบใน science advances ฉบับเดือนกันยายน 2019

การค้นพบนี้สามารถให้ข้อมูลเชิงลึกที่สำคัญเกี่ยวกับโรคที่เกี่ยวข้องกับอายุ เช่น มะเร็งและโรคอัลไซเมอร์ ซึ่งเป็นภาวะที่การทำงานของไมโตคอนเดรียผิดปกติ

ไมโตคอนเดรียทำหน้าที่เป็นกลไกของร่างกายโดยใช้ออกซิเจนที่เราหายใจเพื่อเผาผลาญเชื้อเพลิงที่เราบริโภค เมื่อไมโตคอนเดรียมีอายุมากขึ้น พวกมันมีแนวโน้มที่จะสูญเสียพลังงานที่พวกเขาสร้างขึ้น พลังงานนี้อัดฉีดออกซิเจนในเซลล์ของเรามากเกินไป ทำให้เกิดออกซิเจนอนุมูลที่มีปฏิกิริยาสูง ซึ่งร่างกายของเราพยายามกำจัดด้วยสารต้านอนุมูลอิสระ

ไมโตคอนเดรียที่รั่วไหลถือเป็นข่าวร้ายสำหรับเซลล์ เซราไมด์ซึ่งเป็นโมเลกุลที่ผลิตขึ้นเพื่อตอบสนองต่อความเครียดและความเสียหายของเซลล์ จึงส่งสัญญาณไปกระตุ้นการย่อยไมโตคอนเดรียเก่า กระบวนการนี้เรียกว่า "ไมโทฟาจี" เมื่อมีความเสียหายมากเกินไปสำหรับเซลล์ที่จะซ่อมแซมได้ตามปกติ เซราไมด์สามารถส่งสัญญาณให้เซลล์ได้รับการควบคุมการตายของเซลล์ในรูปแบบหนึ่งแทน

สิ่งที่ทำให้ permit น่าตื่นเต้นคือบทบาทที่ทำหน้าที่ในขั้นตอนเริ่มต้นของการควบคุมไมโตคอนเดรีย เพื่อตอบสนองต่อความเครียด เซลล์จะเริ่มสร้างเอนไซม์ที่ทำหน้าที่ผลิตเซราไมด์ ใบอนุญาตเชื่อมโยงกับเอนไซม์ที่สร้างขึ้นใหม่และลากไปยังไมโตคอนเดรีย เอนไซม์ที่เรียกว่า cers1 สามารถผลิตเซราไมด์จำนวนมากในตำแหน่งที่แม่นยำซึ่งจำเป็นสำหรับการควบคุมไมโตคอนเดรีย

"เป็นเรื่องน่าตื่นเต้นมากที่เราสามารถค้นพบและจำแนกลักษณะของ PERMIT" ดร. Natalia Oleinik นักวิทยาศาสตร์ในทีมของ Ogretmen ที่รับผิดชอบในการค้นพบ CerS1 กล่าว "ด้วยการกระตุ้นความเครียดของเซลล์และติดตามโปรตีนต่างๆ ที่จับกับ CerS1 เราสามารถแสดงให้เห็นว่า PERMIT เป็นโปรตีนที่รับผิดชอบในการนำ CerS1 ไปยังไมโตคอนเดรีย"

โดยการทำความเข้าใจว่าเซลล์ตอบสนองต่อความเครียดอย่างไร และวิธีใช้โปรตีนที่ควบคุมความเครียด ทีม musc ก็เป็นอีกก้าวหนึ่งที่เข้าใกล้การทำความเข้าใจสภาวะที่ทำให้ร่างกายอ่อนแอซึ่งเป็นผลมาจากการสะสมของไมโตคอนเดรียที่มีข้อบกพร่อง

เซลล์มะเร็งสามารถพึ่งพาไมโตคอนเดรียที่มีข้อบกพร่องเพื่อกระตุ้นการเติบโตและการลุกลามของพวกมัน โดยไม่สนใจสัญญาณปกติที่จะบังคับให้พวกมันทำลายตัวเอง

ในขณะเดียวกัน โปรตีนที่พับผิดที่สะสมและมีส่วนทำให้เกิดโรคอัลไซเมอร์อาจเริ่มต้นด้วยการกวาดล้างไมโตคอนเดรียที่เสียหายอย่างไม่เหมาะสม

ในการไขความลับของการบำรุงรักษาไมโตคอนเดรีย ทีมงานของ musc หวังว่าสักวันหนึ่งจะพัฒนาวิธีการรักษาที่จะเลียนแบบสัญญาณที่เซราไมด์มอบให้ เพื่อให้สามารถกำจัดไมโตคอนเดรียที่เสียหายได้อย่างเหมาะสม

“เรากำลังพยายามเข้าใจความเชื่อมโยงระหว่างมะเร็งกับโรคอัลไซเมอร์ และโปรตีนนี้อาจเป็นตัวเชื่อมโยง” Ogretmen กล่าวเกี่ยวกับ PERMIT "แนวคิดของเราคือว่า หากไม่มีการเปลี่ยนแปลง PERMIT เราสามารถสร้างเซราไมด์ในไมโตคอนเดรียด้วยการรักษาแบบกำหนดเป้าหมาย ซึ่งจะดีที่สุดสำหรับทั้งสองโรค เนื่องจากจะช่วยรักษามะเร็งและช่วยแก้ไขปัญหาที่เกี่ยวข้องกับโรคอัลไซเมอร์"

การศึกษาถูกตีพิมพ์ใน ความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์ ในเดือนกันยายน 2019



โพสต์เก่ากว่า โพสต์ใหม่กว่า