Сотрудничество ученых из разных стран позволило выявить неожиданные детали того, как стареющий мозг утрачивает способность эффективно производить жизненно важные белки. Оказалось, что в основе этого процесса лежат не дефекты самих генов, а нарушения на этапе синтеза белков — так называемое «застревание» рибосом. Для изучения этих процессов исследователи выбрали уникальную короткоживущую модель — рыбку нотобранхиус (African turquoise killifish), генетические и клеточные особенности которой удивительно схожи с человеческими.
Традиционно считалось, что при устойчивом уровне матричной РНК количество синтезируемого белка должно оставаться стабильным. Однако эксперименты показали обратное. Несмотря на неизменную концентрацию мРНК, уровень многих белков заметно снижался, особенно если они были богаты определёнными аминокислотами. Выяснилось, что рибосомы — клеточные фабрики по производству белков — чаще всего «останавливались» во время считывания таких фрагментов кода, что приводило к уменьшению синтеза и одновременному накоплению неправильно свёрнутых белков. Этот процесс сопровождается воспалительными изменениями — типичными признаками нейродегенеративных заболеваний, среди которых болезнь Альцгеймера и Паркинсона.
Как мозг пытается компенсировать возрастные перемены
Интересный поворот был обнаружен при наблюдении за количеством полноценных рибосом в зрелом мозге нотобранхиусов. С возрастом их общее число снижалось. Удивительно, но это уменьшение способствовало лучшему синтезу белков митохондрий — энергетических станций клеток. Как оказалось, при переизбытке рибосом эти важные белки у рыбок синтезировались с меньшей эффективностью, а оптимизация их количества, напротив, восстанавливала баланс внутриклеточных процессов. Таким образом, организм спонтанно ищет способы поддерживать энергию и жизнеспособность клеток, компенсируя возрастные изменения.
Эксперименты по частичному подавлению работы протеасомы, отвечающей за утилизацию дефектных белков, подтвердили: снижение уровня необходимых белков обусловлено не их разрушением, а сбоем на этапе их создания. Основная сложность оказалась связанной именно с переводом мРНК в белки, а не с последующим их удалением.
Перспективы борьбы с возрастными заболеваниями мозга
Исследователи считают, что механизм «застревания» рибосом может объяснять сразу несколько неблагоприятных признаков старения: генетическую нестабильность, уменьшение биосинтетической активности и воспалительные процессы. Если открыть способы улучшить работу рибосом или повысить эффективность этапа трансляции, можно получить принципиально новые методы терапии возрастных заболеваний головного мозга, в том числе болезни Альцгеймера и Паркинсона.
Специалисты настроены решительно: следующий этап включает анализ образцов человеческой нервной ткани. Цель — проверить возможность восстанавливать контроль над процессом трансляции белков для замедления или даже предотвращения возрастных изменений мозга.
Позитивные перспективы для здоровья и долголетия
Последние открытия дарят оптимизм в борьбе с неврологическими расстройствами. Понимание фундаментальных механизмов, которые лежат в основе возрастных превращений мозга, открывает окно возможностей для новых методик, способных сохранять ясное мышление и активность на долгие годы. Уже сегодня делаются шаги к разработке технологий и препаратов, способных поддерживать синтез необходимых белков, защитить клетки мозга от воспаления и повысить их устойчивость к возрастным изменениям. А значит, перспективы для профилактики болезней Альцгеймера и Паркинсона, а также сохранения когнитивного здоровья становятся все более реальными и достижимыми для нового поколения людей.
