Достижения в области медицины и общественного здравоохранения позволили людям жить дольше, чем когда-либо. Однако эти дополнительные годы часто омрачены не крепким здоровьем, а хроническими заболеваниями. Хотя старение неизбежно, оно значительно увеличивает риск развития рака, диабета и болезни Альцгеймера. Понять, почему старение так тесно связано с болезнями, – главная задача лаборатории под руководством Криса Буркевица, доцента клеточной и эволюционной биологии.
В недавнем исследовании, опубликованном в журнале «Nature Cell Biology», команда Буркевица описала новый способ реакции клеток на старение. Их работа показывает, что клетки активно изменяют структуру эндоплазматического ретикулума (ЭР) – одной из крупнейших и сложнейших органелл. Вместо того чтобы оставаться статичным, ЭР подвергается контролируемой реорганизации по мере взросления организма. Этот процесс, названный ЭР-фагией, заключается в избирательном разрушении определенных участков ЭР. Открытие ЭР-фагии как части механизма старения предполагает, что в будущем она может стать мишенью для лекарств, направленных на борьбу с возрастными патологиями.
«Многие предыдущие исследования документировали, как с возрастом меняется количество различных клеточных компонентов. Мы же сосредоточились на том, как старение влияет на способ, которым клетки размещают и организуют эти компоненты в своей сложной внутренней архитектуре», – пояснил Буркевиц. Он сравнивает клетку с фабрикой: эффективность производства зависит не только от наличия станков, но и от их правильного расположения. «Когда пространство ограничено или производственные требования меняются, фабрика должна реорганизовать свою планировку. Если организация нарушается, производство становится крайне неэффективным», – добавил ученый.
Чтобы наблюдать за изменениями ЭР в реальном времени, команда использовала передовые методы световой и электронной микроскопии. Объектом исследования стали круглые черви «Caenorhabditis elegans» – хорошо изученный модельный организм для исследований старения. Эти черви прозрачны и имеют короткую продолжительность жизни, что позволяет ученым наблюдать за клеточными процессами непосредственно в живом организме по мере его старения.
Исследователи обнаружили, что в стареющих клетках значительно сокращается количество так называемого «шероховатого» ЭР, связанного с производством белков. В то же время трубчатая форма ЭР, которая больше участвует в производстве жиров, уменьшается незначительно. Эта закономерность совпадает с известными признаками старения, такими как снижение способности поддерживать здоровые белки и метаболические изменения, ведущие к накоплению жира. Важно, что ЭР-фагия оказалась связана с продолжительностью жизни, что указывает на ее прямое участие в здоровом старении, а не просто отражает клеточный упадок.
По словам Буркевица, изменения в ЭР происходят на относительно ранних этапах процесса старения. «Одно из самых захватывающих следствий этого открытия заключается в том, что именно эти изменения могут быть одним из триггеров для того, что происходит позже: дисфункции и болезни», – заключил он. Если ученым удастся точно определить, что запускает эти ранние преобразования в ЭР, они смогут разработать способы предотвращения каскада событий, ведущих к возрастным заболеваниям.
