Молекулярная "ржавчина": загадка старения белковых компонентов хроматина

Новое исследование, опубликованное в "Journal of the American Chemical Society" командой учёных из Королевского колледжа Лондона, бросает вызов устоявшимся представлениям о старении клеток. Основной фокус работы направлен на изучение хроматина – сложного комплекса ДНК и белков, который хранит генетическую информацию каждой клетки. Вопреки прежним предположениям, хроматин проявляет удивительную устойчивость к процессам старения. Исследование фокусируется на том, как «износ» молекул влияет на работу важнейших элементов клеток и какие механизмы позволяют им сохранять функциональность.
Молекулярная "ржавчина": загадка старения белковых компонентов хроматина
Изображение носит иллюстративный характер

Ключевую роль в изучении старения хроматина играют белки, особенно гистоновые белки, составляющие его основу. Подобно механизмам, подвергающимся износу, белки со временем претерпевают изменения: их структура растягивается, искажается, а химический состав подвергается «ржавлению». Эти процессы, известные как посттрансляционные модификации (PTM), происходят естественным образом в течение жизни белка. Гистоновые белки, в среднем, живут около 100 дней, прежде чем быть заменёнными, но и за это время они успевают подвергнуться PTM. Накопление таких модификаций может влиять на функции белка и, как следствие, приводить к развитию различных заболеваний, включая онкологические.

Для изучения этого процесса в лабораторных условиях исследователи создали уникальную модель хроматина. «Молодые» и «старые» образцы были воспроизведены в пробирке, причём «старые» модели содержали характерные для старения PTM. Масса этих моделей достигала приблизительно трёх миллионов дальтон, что делает их самыми крупными из когда-либо созданных. Данный подход позволил изучить изменения, происходящие на молекулярном уровне с беспрецедентной точностью.

Результаты оказались неожиданными. PTM вызывали значительные локальные изменения в структуре белков, но общая структура хроматина, при этом, оставалась практически нетронутой. Хроматин, казалось, обладает удивительной устойчивостью к молекулярному «износу». Однако, несмотря на структурную целостность, функциональность хроматина нарушалась. Ферменты, которые обычно взаимодействуют с определёнными участками хроматина, потеряли способность распознавать и связываться с «старыми» участками, что приводило к их дисфункции.

Как объясняет доктор Луис Герра, хроматин напоминает старый компьютер, который продолжает работать, несмотря на наличие неисправных компонентов. Важно то, что, несмотря на частичные повреждения, общая функциональность хроматина может поддерживаться до тех пор, пока повреждения не станут критическими. Это подчёркивает способность организма сохранять функциональную целостность своих частей до момента, когда возможно восстановление.

Будущие исследования будут сосредоточены на выявлении «критической точки» в процессе износа, после которой повреждения становятся необратимыми и приводят к нарушению клеточных функций. Понимание этих механизмов может открыть новые пути к разработке более эффективных методов борьбы со старением. В конечном счёте, эти знания должны помочь фармакологам создать более результативные препараты, способные предотвратить или замедлить старение на клеточном уровне. Учёные стремятся раскрыть секреты устойчивости хроматина, чтобы использовать эти знания для продления здоровой и активной жизни.


Новое на сайте

19989Шесть историй, которые умещаются на ладони 19986Как 30 000 аккаунтов Facebook оказались в руках вьетнамских хакеров? 19985LofyGang вернулась: как бразильские хакеры охотятся на геймеров через поддельные читы 19984Автономная проверка защиты: как не отстать от ИИ-атак 19983Взлом Trellix: хакеры добрались до исходного кода одной из ведущих компаний по... 19982Почему почти 3000 монет в норвежском поле перевернули представление о викингах? 19981Как поддельная CAPTCHA опустошает ваш счёт и крадёт криптовалюту? 19980Слежка за каждым шагом: как ИИ превращает государство в машину тотального контроля 19979Как хакеры грабят компании через звонок в «техподдержку» 19978Почему именно Нью-Йорк стал самым уязвимым городом восточного побережья перед... 19977Как одна команда git push открывала доступ к миллионам репозиториев 19976Зачем древние народы убивали ножами и мечами: оружие как основа власти 19975Как Python-бэкдор DEEPDOOR крадёт ваши облачные пароли незаметно? 19974Послание в бутылке: математика невозможного 19973Почему ИИ-инфраструктура стала новой целью хакеров быстрее, чем ждали все?
Ссылка