Oamenii trăiesc mai mult ca oricând. Dar, împreună cu speranța de viață crescută, crește și incidența bolilor legate de vârstă, cum ar fi cancerul și demența. Dar înțelegerea biologiei îmbătrânirii și cunoașterea genelor și proteinelor implicate în aceste procese va contribui la creșterea perioadei în care oamenii pot trăi într-o stare sănătoasă și productivă, fără boli legate de vârstă.

care

Un studiu recent realizat de o echipă de la Universitatea din Essex a identificat o nouă proteină anti-îmbătrânire numită Gaf1. S-a descoperit că Gaf1 controlează metabolismul proteinelor, proces implicat în îmbătrânire și boală. Potrivit autorilor, fără Gaf1, celulele au o viață mai scurtă.

Îmbătrânirea este un proces complex și depinde atât de gene, cât și de factori de mediu, inclusiv de dietă. Este cunoscut faptul că dietele cu conținut scăzut de calorii pot prelungi viața. Acest lucru se aplică diferitelor organisme, inclusiv drojdie, șobolani și maimuțe. Studiile pe termen scurt sugerează că o astfel de dietă îmbunătățește sănătatea umană.

Oamenii de știință descoperă acum că, de fapt, cantitatea de nutrienți specifici - cum ar fi aminoacizii (blocuri de proteine) - este legată de longevitate, nu de cantitatea de calorii consumate.

Celulele simt cantitatea de nutrienți din mediul lor prin molecule specifice. Una dintre aceste molecule este enzima Țintă a rapamicinei, cunoscută și sub numele de TOR. TOR detectează cantitatea de aminoacizi prezenți în organism și disponibili pentru celule. Când celulele au o abundență de aminoacizi, enzima TOR netezește metabolismul și instruiește celulele să crească producând o mulțime de proteine. Acest proces se numește traducere proteică.

Dar dacă aminoacizii sunt limitați, TOR instruiește corpul să fie atent, o afecțiune pe care oamenii de știință o numesc „răspuns ușor la stres”. Acest „răspuns la stres” este benefic pentru celule și organismul în ansamblu, în timp ce creșterea traducerii proteinelor și a cifrei de afaceri sunt dăunătoare. Acest lucru se datorează faptului că longevitatea este strâns legată de capacitatea organismului de a face față eficient sarcinilor interne și externe. O cușcă „alertă” se descurcă mai bine. O celulă care investește în traducerea proteinelor și, astfel, în creștere, își reduce apărarea și nu poate face față stresului la fel de eficient.

Într-un studiu recent, cercetătorii au analizat cifra de afaceri a proteinelor în celulele diferitelor animale cu o durată de viață de patru până la 200 de ani. Ei au descoperit că animalele cu o viață mai lungă aveau în celulele lor o cifră de afaceri mai scăzută decât cele care trăiau cu o viață mai scurtă.

ADN-ul nostru transportă informațiile noastre genetice. Genele sunt bucăți de ADN și multe dintre ele sunt responsabile de producerea proteinelor. Pentru a face o proteină, o celulă trebuie să producă o copie (numită ARNm) a genei corespunzătoare, printr-un proces cunoscut sub numele de transcripție. MRNA ghidează ribozomii celulelor în ordinea în care aminoacizii trebuie legați între ei, producând proteine.

Pe lângă faptul că au nevoie de mARN și ribozomi, celulele au nevoie și de energie sub formă de ATP, aminoacizi și mRNA (molecule mici care vor transporta aminoacizii către ribozomi) pentru a traduce proteinele. Traducerea ia multă energie din celulă și fiecare celulă poate avea nevoie de zeci de mii de ribozomi pentru a-și traduce proteinele.

Cu cât celula are mai multă hrană, cu atât este mai activă enzima TOR - instruind astfel celula să crească și să se împartă, ceea ce necesită translarea proteinelor și cheltuirea energiei. Dimpotrivă, atunci când TOR este inactiv (așa cum se întâmplă în timpul restricționării dietei), va opri traducerea prin împiedicarea funcționării ribozomilor existenți. De asemenea, oprește producția de noi ribozomi.

Au fost descoperite recent funcții noi ale proteinei Gaf1. Gaf1 este un factor de transcripție, ceea ce înseamnă că este o proteină capabilă să se lege de ADN-ul celulei și să activeze sau să reprime gene specifice. Când TOR este activ, Gaf1 este prezent în citoplasma celulei și nu se leagă de ADN. Cu toate acestea, atunci când TOR este inactivat prin dietă sau medicamente, Gaf1 se poate deplasa la nucleu și se poate lega de ADN. Când se leagă de ADN, Gaf1 oprește toate genele responsabile de producerea ARNt. De asemenea, oprește alte gene necesare pentru traducere, cum ar fi cele responsabile de producerea ribozomilor. Face acest lucru controlând o rețea de gene responsabile de furnizarea tuturor elementelor de bază pentru producția de proteine. Aceasta înseamnă că Gaf1 se asigură că celula va înceta să mai transmită energie în traducere, nepermițându-i să producă componentele necesare acestui proces. Cu toate acestea, acest lucru este doar temporar și poate fi inversat odată ce aminoacizii sunt disponibili.

Celulele fără Gaf1 sunt de scurtă durată. După cum sa menționat, TOR semnalează celulele să crească, ceea ce contribuie la îmbătrânirea lor. Dar când TOR este inhibat prin restricționarea dietei sau a medicamentelor, creșterea se oprește și viața lor este prelungită. Fără Gaf1, creșterea nu este oprită și prelungirea observată a vieții nu este pe deplin realizată.

Deși noul studiu se referă în mod special la drojdie, proteinele asemănătoare Gaf1 există la multe animale, inclusiv la oameni, și s-a dovedit că ne controlează dezvoltarea și celulele stem, care sunt importante pentru a dezvolta boli precum cancerul. Este posibil ca aceste proteine ​​să aibă aceeași funcție la om ca Gaf1 în drojdie.

Funcția TOR, creșterea celulară și producția de proteine ​​sunt importante pentru fiziologie și sănătate, dar pot contribui și la dezvoltarea anumitor boli precum cancerul sau boala Alzheimer.

Noul studiu a arătat cum dieta se limitează chiar și la genele celulei. Acest lucru poate permite anumitor medicamente sau diete să modifice funcția acestor factori, ceea ce poate chiar îmbunătăți sănătatea noastră.