Учёные раскрыли «ключевой процесс» старения клеток

Авторы материала, посвящённого работе команды Vanderbilt University School of Medicine, рассказывают о находке, которая может приблизить понимание того, почему стареют животные. Речь о ранее не описанной адаптации: клетки в процессе старения активно перестраивают эндоплазматический ретикулум (ЭР) — одну из самых крупных и сложных структур внутри клетки. По версии исследователей, этот механизм может не только прояснить клеточную механику старения, но и наметить возможную цель для лекарств против возрастных хронических болезней.

ER-фагия: не только «утилизация», но и здоровое старение

С возрастом у людей и других животных клетки меняют эндоплазматический ретикулум — транспортную систему, критически важную для биохимии, включая сворачивание белков. Делается это через ER-фагию — разновидность аутофагии, процесса, при котором ферменты разрушают и перерабатывают повреждённые или лишние компоненты клетки. В случае ER-фагии «прицельно» утилизируются отдельные участки ЭР — например, повреждённые или избыточные фрагменты, угрожающие клеточному здоровью.

Новое в исследовании — вывод, что ER-фагия участвует не только в «ремонте» при поломках, но и в нормальном старении, возможно влияя и на продолжительность жизни. Биолог Крис Бёркевиц подчёркивает: «Мы сосредоточены не на том, как с возрастом меняются уровни разных клеточных механизмов, а на том, как старение влияет на то, как клетки размещают и организуют эти механизмы внутри своей сложной внутренней архитектуры».

Как «фабрика» внутри клетки меняет планировку

Бёркевиц сравнивает клетку с фабрикой: наличие нужного оборудования не гарантирует эффективности, если оно расставлено неправильно. «Когда пространство ограничено или меняются производственные требования, фабрика должна реорганизовать свою планировку, чтобы выпускать нужные продукты», — говорит он. «Если организация рушится, производство становится очень неэффективным».

Эндоплазматический ретикулум — не просто «сеть трубок»: он состоит из структурных частей с разными функциями. Шероховатый ЭР синтезирует, сворачивает, сортирует и транспортирует белки, гладкий — синтезирует и хранит липиды. Кроме того, ЭР выступает как «каркас» в цитоплазме, помогая организовывать другие элементы клетки, и способен менять форму — но детали этих изменений до сих пор во многом неясны.

Черви, микроскопы и резкое падение шероховатого ЭР

Чтобы понять, как ЭР связан со старением, исследователи наблюдали за живыми нематодами Caenorhabditis elegans — модельными организмами, которые быстро стареют и прозрачны, поэтому изменения можно видеть вживую. Команда использовала флуоресцентную и электронную микроскопию, сравнивая динамику ЭР у молодых и старых червей.

Результат оказался заметным: по мере старения количество шероховатого ЭР в клетках резко снижалось, тогда как гладкий ЭР менялся лишь незначительно. Авторы подчёркивают, что нужно больше работы, чтобы подтвердить значение эффекта, но он может объяснить «крупные» последствия старения — например, ослабление способности поддерживать функциональные белки и метаболические сдвиги, влияющие на накопление жира. Исследователи описывают ремоделирование ЭР как «проактивный и защитный ответ» во время старения.