Een beetje stress kan goed zijn voor de gezondheid van de cellen, vind moleculair biologen.
Het werk zal onderzoekers helpen om de moleculaire mechanismen die veroudering en het risico op leeftijdsgerelateerde degeneratieve ziekten bevorderen beter te begrijpen.
In een genetische studie van de transparante rondworm C. elegans, het onderzoeksteam ontdekte dat signalen van licht gestreste mitochondriën (de cellulaire energiebron) het falen voorkomen van eiwit-vouwende kwaliteitscontrole (proteostase) machines in het cytoplasma dat met de leeftijd komt.
Dit onderdrukt op zijn beurt de ophoping van beschadigde eiwitten die kunnen voorkomen in degeneratieve ziekten, zoals de ziekte van Alzheimer, Huntington en Parkinson en amyotrofische laterale sclerose (ALS).
"Ik zou dit nooit hebben geraden: een signaal met lage spanning reset de levensduur van het organisme grondig."
"Dit is niet eerder gezien", zegt Richard I. Morimoto, senior auteur van het onderzoek, hoogleraar moleculaire biowetenschappen, en directeur van het Rice Institute for Biomedical Research aan de Northwestern University.
"Mensen hebben altijd geweten dat langdurige mitochondriale stress schadelijk kan zijn. Maar we ontdekten dat wanneer je de mitochondria een beetje benadrukt, het mitochondriale stresssignaal door de cel en dier feitelijk geïnterpreteerd wordt als een overlevingsstrategie. Het maakt de dieren volledig stressbestendig en verdubbelt hun levensduur. Het is als magie. "
- elegans heeft een biochemische omgeving en cellulaire eigenschappen die vergelijkbaar zijn met die van mensen en is een populair onderzoeksinstrument voor het bestuderen van de biologie van veroudering en als een model voor menselijke ziekten. Door wetenschappers geïdentificeerde componenten die een rol spelen bij biologische veroudering, zijn geconserveerd in alle dieren, inclusief de mens, en bieden doelen voor toekomstig onderzoek.
"Onze bevindingen bieden ons een strategie om te kijken naar veroudering bij mensen en hoe we moleculaire achteruitgang kunnen voorkomen of stabiliseren naarmate we ouder worden," zegt Morimoto. "Ons doel is niet proberen manieren te vinden om mensen langer te laten leven, maar eerder om de gezondheid op cellulair en moleculair niveau te verhogen, zodat iemands bereik van een goede gezondheid overeenkomt met hun levensduur."
Het nieuwe werk, gepubliceerd in Cell Reports, bouwt voort op een 2015-studie van Morimoto en voormalig postdoctoraal fellow Johnathan Labbadia waarin zij rapporteerden dat de moleculaire achteruitgang die leidt tot veroudering begint bij voortplantingsrijpe als gevolg van remmende signalen van de kiemlijncellen naar andere weefsels om inductie van beschermende celstressreacties te voorkomen. In C. elegans, dit is tussen de acht en 12 uren van volwassenheid, maar het dier zal meestal nog drie weken leven.
Wetende dat de moleculaire gezondheid van C. elegans faalt tussen dag één en dag twee van de volwassenheid, in hun huidige onderzoek keken de onderzoekers naar dieren van twee dagen oud om genen en wegen te identificeren die het moleculaire falen zouden voorkomen.
Morimoto en Labbadia screenden de ongeveer 22,000-genen van de rondworm en identificeerden een reeks genen, de mitochondriale elektronentransportketen (ETC), als een centrale regulator van leeftijdsgebonden achteruitgang. Milde downregulering van ETC-activiteit, kleine doses xenobiotica en blootstelling aan pathogenen resulteerde in gezondere dieren, vonden de onderzoekers.
"Ik zou dit nooit hebben geraden: een signaal met lage spanning stelt de organismale levensduur diepgaand in," zegt Morimoto. "Wat we leren is dat sommige van deze stresssignalen door het organisme worden geïnterpreteerd als een manier om zichzelf te resetten en langer te leven. Wanneer mitochondria optimaal functioneren, zijn de cellen en het weefsel robuust. "
Labbadia, nu aan het University College London, is de eerste auteur van het nieuwe artikel. Het National Institute on Aging, de Ellison Medical Foundation en de Daniel F. en Ada L. Rice Foundation steunden het werk.
Bron: Northwestern University
Related Books:
at InnerSelf Market en Amazon
