Уже около ста лет известно, что ограничение питательных веществ и умеренный стресс могут значительно продлить жизнь. Исследователи под руководством профессора Михаэлы Заволан и профессора Анны Спанг из Биоцентра Базельского университета обнаружили, как фактор транскрипции Gcn4, белок, который регулирует экспрессию многих генов, продлевает жизнь пекарских дрожжей Saccharomyces cerevisiae. . В различных стрессовых ситуациях клетки стимулируют выработку Gcn4, что приводит к снижению биосинтеза новых белков и увеличению продолжительности жизни дрожжей.Фактор транскрипции подавляет синтез белка
Давно известно, что синтез белка, также известный как трансляция, играет важную роль в старении. Подавление синтеза белка, вызванное, например, уменьшением потребления питательных веществ, может положительно сказаться на продолжительности жизни различных организмов, таких как дрожжи, мухи, черви или рыба. Уменьшение количества рибосом, белковых фабрик клетки, также может значительно увеличить продолжительность жизни дрожжевых клеток.Общим для этих клеточных стрессов является то, что они активируют выработку Gcn4.
Однако остается неясным, как этот белок способствует долголетию.В своем исследовании команда, работающая с Zavolan, подвергала дрожжевые клетки различным стрессовым условиям, измеряла их продолжительность жизни, скорость синтеза белка и экспрессию Gcn4. «Мы заметили, что уровень белка Gcn4 положительно коррелировал с продолжительностью жизни дрожжевых клеток», — говорит Михаэла Заволан, профессор вычислительной и системной биологии.
«Однако мы хотели понять, почему. Теперь мы впервые показали, что именно подавление транскрипции генов, которые важны для синтеза клеточного белка с помощью Gcn4, по-видимому, объясняет его эффект увеличения продолжительности жизни. Поскольку механизм трансляции ограничивает , энергоемкое производство новых белков в целом снижается ». С точки зрения дрожжевых клеток это преимущество: это позволяет им жить примерно на 40 процентов дольше, чем обычно.
Фактор транскрипции очень консервативен у многих организмов.Фактор транскрипции Gcn4 консервативен у более чем 50 различных организмов, включая млекопитающих, и, вероятно, также играет значительную роль в старении этих организмов.
Группа Заволана теперь будет исследовать, замедляет ли гомолог млекопитающих старение и увеличивает продолжительность жизни, регулируя гены синтеза белка в ответ на питательные вещества и стресс.