_ Ne-ar putea proteja proteinele ne ajută să prevenim îmbătrânirea?

Teoriile existente despre chimia îmbătrânirii sunt răsturnate, în special datorită unei bacterii mici, ultrarezistente, capabilă să „revină la viață” după atacuri extrem de dăunătoare.

Acesta este Deinococcus radiodurans, una dintre cele mai rezistente bacterii cunoscute până în prezent, care trăiește în medii aride precum nisipul deșertului. Supraviețuiește în conserva de carne după tratamentul „șoc” al sterilizării cu radiații gamma. De asemenea, poate depăși o doză de iradiere de 5.000 de ori mai mare decât doza letală pentru oameni.

Studiile au arătat că această bacterie supraviețuiește chiar dacă ADN-ul său este deteriorat și rupt în câteva sute de fragmente ca urmare a stresului violent. In doar cateva ore isi reconstituie intreaga structura genetica si revine la viata. ADN-ul său nu este rezistent, este pur și simplu reparat imediat de proteine ​​care sunt indestructibile în fața acestei radiații extreme.

De aceea secretul robusteții acestei bacterii extremofile depinde de robustețea „proteomei” sale. — suma tuturor proteinelor sale — și în special proteinele sale de reparare a ADN-ului.

Acest lucru sugerează o nouă paradigmă: pentru a crește longevitatea, în special la oameni, trebuie să avem proteomul — mai degrabă decât ADN-ul —. proteja.

Supraviețuirea unui organism depinde de activitatea proteinelor sale. Dacă acționăm împotriva alterării proteomului, care se află la rădăcina îmbătrânirii, acționăm simultan asupra tuturor consecințelor acestuia: de exemplu, supraviețuirea și funcționarea celulelor; și evităm mutațiile induse de radiații.

Îmbătrânirea se caracterizează prin acumularea de evenimente care deteriorează funcțiile organelor noastre și, în consecință, are loc o creștere exponențială a riscului de deces și boli în timp. .

Au fost propuse numeroase modele pentru a explica baza moleculară a îmbătrânirii, cum ar fi teoria senescenței celulare, reducerea capacității de reparare a ADN-ului, scurtarea telomerilor, disfuncția mitocondrială și stresul oxidativ sau inflamația cronică.

Aceste modele diferite încearcă toate să înțeleagă consecințele îmbătrânirii, nu cauzele. Dogma științifică „ADN -> ARN -> proteine”, care se referă la relațiile dintre ADN, ARN și proteine ​​și afirmă că această relație este unidirecțională (adică de la ADN la proteine ​​prin ARN), merită acum să fie reconsiderată.

Într-adevăr, în loc să ne concentrăm asupra ADN-ului nostru și să încercăm să-l protejăm pentru a ne încetini îmbătrânirea, ce se întâmplă dacă ne-am proteja proteomul?

Termenul proteom se referă la toate proteinele prezente într-un celulă sau organism. Proteinele – din grecescul protos care înseamnă „primul” – sunt depășite doar ca componentă a corpului uman de apă și reprezintă aproximativ 20% din masa sa.

Termenul a fost creat prin analogie cu genomul. : proteomul fiind pentru proteine ​​ceea ce genomul este pentru gene, adică setul de gene/proteine ​​ale unui individ — acest set de proteine ​​variind în funcție de activitatea genelor.

Proteomul este o entitate dinamică, adaptându-se constant la nevoile celulei și ale mediului ei. Proteinele sunt molecule esențiale în construcția și funcționarea tuturor organismelor vii. Aproximativ 650.000 de rețele interactive proteine-proteine ​​au fost identificate în diferite organisme, inclusiv aproximativ 250.000 la oameni.

Proteinele îndeplinesc o mare varietate de funcții:

Echilibrul dintre sinteza de noi proteine iar defalcarea lor se numește proteostază. Este necesar ca organismul nostru să funcționeze, dar această stare de echilibru este sensibilă. Este sub amenințare constantă, deoarece sinteza și degradarea proteinelor depind și de proteine. De-a lungul timpului și ca urmare a agresiunii externe, proteomul este supus diverselor modificări, dintre care cea mai formidabilă este carbonilarea, deteriorare ireversibilă legată de oxidarea proteinelor.

Proteinele carbonilate sunt modificate permanent și nu își mai pot îndeplini funcțiile biologice în mod corespunzător. Atunci când sunt deteriorate iremediabil, proteinele trebuie reciclate sau eliminate de către organism. Odată cu vârsta, această eliminare devine mai dificilă și se pot acumula sub formă de agregate toxice care interferează cu fiziologia celulară și accelerează îmbătrânirea. Peste un anumit prag, aceste agregate sunt dăunătoare organismului: se instalează o stare de proteotoxicitate.

Pierderea proteostazei, adică echilibrul dintre sinteza de noi proteine ​​și degradarea acestora, datorită acumulării de agregatele proteice, este cauza centrală a îmbătrânirii și a bolilor degenerative. Aceste agregate de proteine ​​carbonilate se găsesc în majoritatea bolilor legate de vârstă, precum și în principalele semne ale îmbătrânirii pielii.

Până acum, viziunea noastră asupra îmbătrânirii a fost centrată pe genom, dar cercetările recente asupra proteomului introduce importanța acumulării de proteine ​​deteriorate ca un factor cheie în procesul de îmbătrânire în ansamblu.

Pentru a-și îndeplini corect numeroasele sarcini, proteinele trebuie să se plieze într-o gamă largă de forme și să fie ajutate de specialiști. proteine ​​numite „chaperones”. Acestea ajută proteinele după sinteza lor de către ribozomi sau plierea lor corectă după stres, cum ar fi căldura.

Termenul de moleculă însoțitoare – de origine franceză, deși propus de John Ellis și Sean Hemmingsen – a fost adoptat deoarece rolul lor este de a preveni interacțiunile nedorite și de a rupe orice legături incorecte care se pot forma, ca un însoțitor uman. Pe scurt, chaperonele (proteice sau chimice) sunt doctorii proteinelor malformate.

Revenind la bacteria Deinococcus radiodurans, chaperonele joacă un rol cheie în protejarea proteinelor împotriva carbonilării, împiedicând aminoacizii acestora să fie expuși la radicali liberi sau specii reactive de oxigen (ROS). În acest fel, își reduc susceptibilitatea la daune. În același timp, eficacitatea lor antioxidantă neutralizează cauzele carbonilării.

În colaborare cu laboratoarele NAOS, s-a stabilit că aceste proteine ​​însoțitoare antioxidante constituie așadar un mijloc eficient de protejare a proteomului, prin asigurarea atât fizică. protecție pentru structura funcțională a proteinelor și un scut antioxidant legat de proteine ​​care protejează împotriva daunelor precum carbonilarea.

În Deinococcus radiodurans, deoarece proteomul său este protejat împotriva daunelor oxidative de către moleculele de chaperonă, acesta rămâne intact și poate apoi capabil să repare deteriorarea genomului său. În fine, în câteva ore poate fi resuscitat.

Dincolo de genom, protecția proteomului nostru – adică proteinele noastre – poate fi acum văzută ca cheia sănătății și longevității noastre.

Acest articol este republicat din The Conversation sub o licență Creative Commons. Citiți articolul original.

(Fluierul)