Mohlo by zacielenie na tento enzým spomaliť starnutie a súvisiace choroby?
Vyšetrovanie enzýmu, ktorý zabraňuje deleniu buniek, by mohlo byť plodnou cestou pre výskum, ako spomaliť starnutie a liečiť choroby spojené so starnutím.
K tomuto záveru dospeli vedci z japonskej univerzity v Kobe po štúdiu enzýmu D-aminokyselina oxidáza (DAO) a jeho úlohy v bunkách.
DAO metabolizuje D-aminokyseliny, ktoré majú na rozdiel od svojich bratrancov so zrkadlovým obrazom L-aminokyseliny iba malú prítomnosť v biológii cicavcov.
Z tohto dôvodu až do nedávnej štúdie vedci vedeli len málo o dopade DAO na telo.
Nové zistenie ukazuje, že v procese metabolizácie D-aminokyselín produkuje DAO reaktívne formy kyslíka (ROS), ktoré sú skupinou nestabilných molekúl spôsobujúcich bunkový stres.
Stresory, ako je poškodenie DNA a ROS, vedú bunky k starnutiu, nezvratnému stavu, v ktorom sa už nemôžu replikovať.
Nález odhaľuje molekulárny mechanizmus, ktorý chýbal v predchádzajúcich štúdiách, ktoré spájali ROS so starnutím buniek a starnutím.
ROS a starnutie buniek
ROS sú dôležitými hráčmi v biológii starnutia a mnohých chorôb, ktoré majú s pribúdajúcim vekom tendenciu pribúdať, ako sú Parkinsonova choroba, Alzheimerova choroba, cukrovka a mnoho druhov rakoviny.
Nedávna štúdia prispieva k rastúcemu pochopeniu úlohy starnúcich buniek v tomto vzťahu.
Vstup do nezvratného stavu, v ktorom sa už nemôže deliť a množiť, nemusí nevyhnutne znižovať schopnosť bunky meniť a ovplyvňovať.
Prvé výskumy naznačili, že hlavný vplyv starnutia buniek na ľudskú biológiu spočíva v ochrane pred rakovinou. Bunky s poškodenou DNA, ktoré sú obmedzené na starnúci stav, sa nemôžu množiť a spôsobiť nádory.
Odvtedy však štúdie odhalili, že starnúce bunky sú aktívne v oprave tkanív, hojení rán, embryonálnom vývoji a starnutí.
Pokračujúce výskumy sa zameriavajú hlavne na rôzne stresory, ktoré môžu spúšťať bunky v nevratnom stave.
Okrem toho pribúda poznatkov o tom, ako biologické zmeny a choroby súvisiace so starnutím zahŕňajú ROS a starnutie.
Ponoríme sa do role DAO
V predchádzajúcej práci vedci z univerzity v Kobe zistili, že starnutie spúšťa molekulu supresora nádoru p53 a že tak aktivuje gén pre DAO.
Táto „štúdia však úplne neskúmala priamy vzťah medzi DAO a starnutím“, poznamenávajú.
Vo svojom najnovšom výskume vedci priviedli rakovinové bunky k starnutiu tým, že ich vystavili nízkym hladinám „protirakovinového lieku, ktorý indukuje dvojvláknové zlomy DNA“.
Zistili však, že zníženie aktivity DAO, buď pomocou liekov, alebo stíšením jeho génu, znížilo starnutie a produkciu ROS.
V ďalšom experimente použili mutanta DAO, ktorý zastavil jeho chovanie ako enzým. Táto verzia DAO však neprodukovala ROS ani nepodporovala starnutie.
Tím naznačuje, že to dokazuje, že práve schopnosť DAO ako enzýmu vytvárať ROS mu umožňuje podporovať starnutie v bunkách.
V ďalších experimentoch vedci objavili ďalšie cesty, ktoré pomáhajú DAO podporovať starnutie vyvolané poškodením DNA.
Kľúčovým faktorom je transportný gén SLC52A1, ktorý pomáha zvyšovať hladiny koenzýmu flavín adenín dinukleotidu (FAD).
DAO potrebuje prísun FAD a SLC52A1 zaisťuje tento prísun zvýšením dostupnosti vitamínu B-2, zložky FAD.
Vedci sú ohľaduplní k dôsledkom svojich zistení. ROS nie sú vždy tí zlí: Môžu tiež prospievať zdraviu. Napríklad nízka hladina ROS môže predĺžiť životnosť a imunitný systém ich potrebuje na boj proti infekcii.
Možno je to nadprodukcia ROS, ktorá spôsobuje problémy a zvyšuje rovnováhu smerom k bunkovému stresu, chorobám a starnutiu. V tejto súvislosti štúdia identifikuje predtým neznámu úlohu DAO.
Vedci dospievajú k záveru:
"Naše výsledky jasne ukazujú novú funkciu DAO ako promótora starnutia vyvolaného poškodením DNA, ktoré môže poskytnúť nový pohľad na úlohy [D] -aminokyselín v rôznych fyziologických a patologických procesoch vrátane starnutia, rakoviny a starnutia."
