Установлена связь между белками множественной лекарственной резистентности и продолжительностью жизни

Семейство белков-насосов, качающих молекулы через клеточную мембрану, может помочь объяснить, почему дрожжевые клетки и, возможно, клетки других организмов, способны производить лишь ограниченное число своих копий. Те же белки могут частично пролить свет и на то, как, в противоположность обычным клеткам, стволовые и раковые клетки сохраняют способность к неограниченному делению.

Клетки дрожжей, также как и клетки нашего организма, обладают ограниченной способностью воспроизводить самих себя. До того как материнская клетка потеряет способность делиться и умрет, она может произвести 20-30 дочерних клеток. Ученые предложили несколько объяснений этого явления, но точный механизм феномена «лимита Хейфлика» остается пока неизвестным. Последние исследования, опубликованные в Nature Cell Biology, дают основания предположить, что в регуляцию процесса клеточного воспроизводства вовлечено семейства белков, называемых белками множественной лекарственной резистентности (multidrug resistance proteins - MDR proteins). Авторы работы считают, что их открытие поможет объяснить сохранение способности к воспроизведению, наблюдаемое у стволовых клеток.

Белки множественной лекарственной резистентности хорошо известны благодаря своей способности оказывать помощь раковым клеткам в их сопротивлении противораковым препаратам – отсюда их название, но в нормальных клетках они осуществляют трансмембранный перенос различных химических соединений. Ронг Ли (Rong Li) и ее коллеги из Научно-исследовательского медицинского института Стауэрса (Stowers Institute for Medical Research), Канзас Сити, штат Миссури, установили, что дрожжи, у которых нет определенных MDR-белков, имеют более короткий репродуктивный период: они производят меньшее количество дочерних клеток. Дополнительное же введение определенного количества таких насосов в биоинженерные штаммы приводит к увеличению числа дочерних клеток.

Ученые давно использовали одноклеточные пекарские дрожжи (Saccharomyces cerevisiae) в качестве модели для изучения старения. Но эти клетки делятся не так, как клетки кожи или кишечника позвоночным животных. Их деление асимметрично: маленькие новые клетки отпочковываются от материнской, что приводит к образованию двух не идентичных друг другу клеток. Предыдущие исследования показали, что во время деления материнская клетка сохраняет в себе поврежденные белки и другие клеточные компоненты, которые могут оказаться опасными для почки. «Материнская клетка очень альтруистична и сохраняет все эти плохие вещества в себе», - говорит Ли. Действительно, некоторые исследовательские группы установили, что конечная репродуктивная способность материнской клетки является результатом накопления таких поврежденных и токсичных соединений.

Однако Ли и ее коллеги придерживаются другой гипотезы. Они установили, что деление дрожжевых клеток приводит к неравному распределению MDR-белков. Материнская клетка сохраняет изначальные MDR-белки, в то время как отпочковавшаяся клетка получает молодые вновь образованные белки. Так как белки материнской клетки никогда не пополняется, она вынуждена полагаться на тот их запас, который получила при рождении.

news.gradusnik.ru