'Housekeeping' bílkoviny mohou stanovit limit stárnutí

Kvasinky stárnou částečně proto, že si ponechávají pokažené proteiny odpovědné za čerpání škodlivých chemikálií a přivádění živin (Eldakak et al., 2010). Tuto zprávu uvedli v červenci výzkumníci v časopisu Nature Cell Biology. Objev by mohl ukázat, že je stárnutí  způsobeno nejen nahromaděním  toxických látek, ale také nedostatkem základních živin.

Buňky jsou schopny  provést jen určitý počet replikací. U kvasinkových buněk je to 20 až 30 krát. Nikdo však přesně neví, čím je tento limit stanoven. Studie (Eldakak et al., 2010) naznačuje, že se soubor proteinů známý jako multidrug resistance transporters podílí na tom, kolikrát se buňka může dělit a jak dlouho bude organismus žít.

„Objev byl šťastná náhoda," říká Li Rong, buněčná bioložka na Stowers Institute for Medical Research v Kansas City. Li Rong a její kolegové zjišťovali, jak buňky nerovnoměrně rozdělují proteiny a další zdroje, když se rozdvojují. Toto nerovnoměrné rozdělení zdrojů se může zdát nespravedlivé, ale pro buňky je skutečně nezbytné, aby dělaly svou práci. Například kmenové buňky, které tvoří svaly, kůži nebo jiné tkáně se rozdvojují, aby tvořily dvě další buňky. Jedna zůstává kmenovou buňkou a druhá se stává součástí svalu. Aby dvě různé nové buňky následovaly své cíle, potřebují zdědit různé sady proteinů a dalších buněčných zdrojů.

Li zkoumá dělící proces kvasinek, které se dělí pučením. Jako dceřinné buňky pupenů své matky je spousta nových bílkovin vyrobena a shluknuta do rostoucí „dětské" buňky.

Výzkumníci hledali bílkoviny, které pomohou přesunout zdroje do pupenu. Místo toho tým zjistil, že mateřská kvasinka uloží pro sebe multidrug resistant proteins jako dědictví a předá svým dcerám nový soubor.

Multidrug resistance transporters (MDT) jsou bílkoviny v buněčné membráně, které čerpají toxické látky (např. léky nebo škodlivé produkty metabolismu) ven z buňky. Proteiny získaly svůj název proto, že jejich čerpání zabraňuje buňkám podlehnout lékům. MDT zabraňují vstupu chemických látek do buňky a přinášejí ionty a další živiny do buněk.

Všechny zásoby pro buňky kvasinek jsou vytvořeny těsně před vznikem nové buňky, která je oddělená od své mateřské buňky. V mateřské buňce zůstanou staré proteiny, kdežto dceřinné buňky dostanou čerstvou dávku.

Postupem času staré proteiny mateřské buňky nečerpají stejně dobře jako dříve, takže je pro ně těžší zničit buněčný odpad. „Zároveň však nemohou přijímat vitamíny, které potřebují k přežití," říká Li. Tím dokázala, že přidáním transportních bílkovin do buňky se prodlouží její životnost.

„Lidé a ostatní zvířata také přenášejí  bílkoviny, které podle některých studií mají souvislost se stárnutím," říká Brian Kennedy, molekulární biolog z Buck Institute for Age Research in Novato, Kalifornie. „Otázkou je, co v buňkách likvidují a jak souvisejí se stárnutím. To zatím nevíme," dodává.

„Zvýšení hladiny transportních bílkovin, které by zastavily stárnutí, nemusí být tak skvělý nápad," říká Li. Tyto bílkoviny mohou pomoci chránit před rakovinou tím, že omezí schopnost buněk s poškozenou DNA se dělit. Rakovinné buňky jsou, jak každý ví, přeplněné multidrug resistance transporters.

Autor: Dina Velichová

Použité zdroje:

Originální studie: Amr Eldakak, Giulia Rancati, Boris Rubinstein, Parama Paul, Veronica Conaway & Rong Li (2010): Asymmetrically inherited multidrug resistance transporters are recessive determinants in cellular replicative ageing. Nature cell biology. 12: (8) 799 - 805

Připraveno podle: Tina Hesman Saey, 'Housekeeping' proteins may set aging limit. In: sciencenews [online]       cit. 28. 7. 2010.

Obrazové přílohy:

MDR: http://www.uni-frankfurt.de/fb/fb14/BiochemieH/BPC/AK_Glaubitz/Forschung/index.html

multidrug res. trans.: http://www.pdb.org/pdb/static.do?p=education_discussion/molecule_of_the_month/pdb95_1.html