Белковые фабрики выходят из строя: учёные раскрыли один из механизмов старения мозга

Международная группа учёных сделала важный шаг к пониманию причин возрастного когнитивного спада. Исследование, проведённое под руководством Алессандро Челлерино из Института старения имени Лейбница (Германия), показало, что с возрастом в клетках мозга нарушается синтез ключевых белков из-за "пробок" в работе рибосом — белковых фабрик организма. Эти сбои могут запускать порочный круг нейродегенеративных процессов, способствующих старению мозга.

Исследование проводилось на пресноводной рыбе киллифиш, которая является признанной моделью для изучения старения. Учёные использовали методику визуализации перемещения рибосом по молекулам мРНК, чтобы отследить, где именно и почему замедляется синтез белков.

Оказалось, что с возрастом рибосомы всё чаще "застревают" на кодонах, соответствующих аргинину и лизину — аминокислотам, активно входящим в состав ДНК- и РНК-связывающих белков. Это приводит к тому, что именно эти белки синтезируются неполноценно или не синтезируются вовсе. А между тем они выполняют жизненно важные функции:

1. транскрипция ДНК,
2. создание и сплайсинг РНК,
3. восстановление повреждённого генетического материала,
4. построение самих рибосом.

Таким образом, возникает порочный круг: ухудшается синтез белков, ответственных за создание рибосом, что влечёт за собой ещё более сильное снижение производства белков вообще.

"Мы наблюдаем, как один сбой запускает целую цепочку нарушений, типичных для стареющих нейронов: снижение выработки РНК, ухудшение сплайсинга, нарушение восстановления ДНК", — говорит Челлерино.

Интересно, что рибосомные "пробки" активируют сигнальный путь воспаления, который в случае хронической активации ведёт к нейровоспалению — одному из важнейших факторов старения мозга. Это также подтверждается исследованиями других учёных: в частности, команда Джина Йео из Калифорнийского университета ранее сообщила о снижении уровня РНК-связывающих белков в нейронах человека с возрастом.

Главный вопрос теперь — происходит ли подобная остановка рибосом в мозге человека, и если да, может ли это лечиться. Хотя причин такого сбоя синтеза пока не установлено, учёные уже тестируют экспериментальные препараты, способные блокировать воспалительный каскад, запущенный рибосомными остановками.

"Мы говорим не столько о продлении жизни, сколько о сохранении ясности ума в зрелом возрасте", — подчёркивает Челлерино.

К счастью, привычные здоровые практики — физическая активность и сбалансированное питание — действительно демонстрируют положительное влияние на когнитивные функции, особенно если применять их на регулярной основе.