Białka niesporczaków spowalniają starzenie się ludzkich komórek

Naukowcy odkryli, że białka niesporczaków, znanych ze swojej zdolności do przetrwania w ekstremalnych warunkach, mogą spowalniać procesy molekularne w komórkach ludzkich, oferując obiecujące zastosowania w badaniach nad starzeniem się i przechowywaniu komórek. Odkrycie to toruje drogę rozwojowi nowych technologii poprawiających zdrowie ludzkie i leczących choroby.

Naukowcy z Uniwersytetu Wyoming pogłębili naszą wiedzę na temat sposobu, w jaki niesporczaki przeżywają ekstremalne warunki, pokazując, że białka mikroskopijnych stworzeń ulegające ekspresji w komórkach ludzkich mogą spowalniać procesy molekularne.

Czyni to białka niesporczaków potencjalnymi kandydatami w technologiach skupiających się na spowalnianiu procesu starzenia i długotrwałym przechowywaniu ludzkich komórek.

Nowe badanie opublikowane w czasopiśmie Nauka o białkachbada mechanizmy wykorzystywane przez niesporczaki do wchodzenia i wychodzenia z letargu w obliczu stresorów środowiskowych. Badania prowadzone pod kierunkiem starszego naukowca Silvii Sanchez Martinez w laboratorium Wydziału Biologii Molekularnej adiunkta profesora Thomasa Boothby’ego UW dostarczają dalszych dowodów na to, że białka niesporczaków mogłyby ostatecznie zostać wykorzystane do umożliwienia leczenia ratującego życie osobom, u których chłodzenie nie jest możliwe. oraz usprawnianie przechowywania terapii komórkowych, takich jak komórki macierzyste.

Mierzące mniej niż pół milimetra długości niesporczaki – zwane także niedźwiedziami wodnymi – mogą całkowicie przetrwać odwodnienie; Zamarznięty do poziomu tuż powyżej Zero absolutne (około -458 stopni FKiedy wszelki ruch molekularny ustanie); Podgrzany do ponad 300 stopni Fahrenheita; Był narażony na promieniowanie wielokrotnie przekraczające to, co jest w stanie wytrzymać człowiek; A nawet przetrwać w próżni kosmicznej.

Starszy pracownik naukowy Uniwersytetu Wyoming, Silvia Sanchez Martinez (po lewej), i Thomas Boothby, adiunkt na Wydziale Biologii Molekularnej, przeprowadzili nowe badania, które dostarczają dodatkowych dowodów na to, że białka niesporczaków mogłyby ostatecznie zostać wykorzystane do udostępnienia terapii ratujących życie osobom, dla których chłodzenie nie jest możliwe. Źródło: Vindhya Kumara

Wyniki badań i kierunki na przyszłość

Według nowych badań przeprowadzonych pod kierunkiem Uniwersytetu Wisconsin, przeżywają, wchodząc w stan zawieszonej animacji zwanej biotrwałością, wykorzystując białka, które tworzą żele wewnątrz komórek i spowalniają procesy życiowe. Współautorami badania są przedstawiciele takich instytucji jak: Uniwersytet w Bristolu w Wielkiej Brytanii, Washington University w St. Louis, University of California-Merced, University of Bologna we Włoszech i University of Amsterdam w Holandii.

Głównym autorem artykułu był Sanchez-Martinez, który przybył z Instytutu Medycznego Howarda Hughesa, aby dołączyć do laboratorium Boothby'ego na Uniwersytecie Wisconsin.

„Co zaskakujące, kiedy wprowadzamy te białka do ludzkich komórek, ulegają one nieprawidłowemu fałdowaniu i spowalniają metabolizm, podobnie jak u niesporczaków” – mówi Sanchez-Martinez. „Co więcej, podobnie jak w przypadku niesporczaków, kiedy komórki ludzkie zawierające te białka zostaną wprowadzone w stan biostabilny, stają się one bardziej odporne na stres, przekazując komórkom ludzkim pewne zdolności niesporczaków”.

Co ważne, badania pokazują, że cały proces jest odwracalny: „Kiedy ustąpi stres, wolno poruszające się żele rozpuszczają się, a komórki ludzkie wracają do normalnego metabolizmu” – mówi Boothby.

„Nasze odkrycia otwierają drogę do opracowania technologii skupiających się na wywoływaniu biotrwałości w komórkach, a nawet całych organizmach, aby spowolnić starzenie się oraz poprawić przechowywanie i stabilność” – podsumowali naukowcy.

Poprzednie wyszukiwanie Zespół Boothby'ego wykazał, że naturalne i zmodyfikowane wersje białek niesporczaków można wykorzystać do stabilizacji ważnego leku stosowanego w leczeniu osób chorych na hemofilię i inne schorzenia bez konieczności przechowywania w lodówce.

Zdolność niesporczaków do przetrwania odwodnienia jest zagadką dla naukowców, ponieważ stworzenia te robią to w sposób odmienny od wielu innych organizmów posiadających zdolność wchodzenia w stan zawieszenia.

Odniesienie: „Adhezyjne połączenie białka niesporczaków stymuluje biostabilność” autorstwa S. Sanchez-Martinez, K. Nguyen, S. Biswas, V. Nicholson, A. V. Romanyuk, J. Ramirez, S. Kc, A. Akter, C. Childs, E. K. Mays, E. T. Asher, J. M. Gennell, F. Yu, E. Golub, M. Malferrari, F. Francia, G. Venturoli, E. W. Martin, F. Caporaletti, G. Gibertoni, S. Waterson, S. Sukenick, D. N. Wolfson , A. S. Holhaus i T. C. Boothby, 19 marca 2024 r., Nauka o białkach.
doi: 10.1002/pro.4941

Badania sfinansowała firma Narodowy Instytut Zdrowia, NASA Instytut Astrobiologii i amerykańska Narodowa Fundacja Nauki.