Клетки, которые сотрудничают, живут дольше

Когда клетки обмениваются продуктами метаболизма с другими клетками, они живут дольше. Это новое открытие было сделано исследовательской группой Charité — Universitätsmedizin Berlin, которая сделала это открытие в ходе исследования с использованием дрожжевых клеток. Тот факт, что эти обмены напрямую влияют на продолжительность жизни клеток, может сыграть важную роль в будущих исследованиях процессов старения человека и возрастных заболеваний. Исследование опубликовано в последнем номере журнала клетка.

Метаболизм тесно связан со старением. Хотя он помогает поддерживать жизненно важные процессы, заставляет нас расти и запускает восстановление клеток, он также производит вещества, которые повреждают наши клетки и заставляют нас стареть. » метаболические процессы То, что происходит внутри клеток, очень сложно, говорит профессор Маркус Ральсер, директор департамента биохимии Шарите и профессор биохимии Эйнштейна на медицинском факультете Шарите. «Обмен материалами между клетками в сообществе является важным фактором, поскольку он оказывает значительное влияние на метаболизм, происходящий внутри клетки».

Клетки находятся в постоянном контакте с соседними клетками, например внутри тканей. Они выделяют одни вещества и потребляют другие из окружающей их среды. В недавнем исследовании группа под руководством профессора Ралсера, известного эксперта в области метаболизма, изучала обмен веществ. продукты метаболизма (известные как метаболиты) влияют на продолжительность жизни клеток.

исследователи использовали дрожжевые клетки И они проводили эксперименты, чтобы определить их возраст. Клетки дрожжей являются ключевой моделью в фундаментальных исследованиях, доминирующим микроорганизмом в биотехнологии и важны в медицине, поскольку могут вызывать грибковые инфекции. «Мы показали, что клетки жили примерно на 25% дольше, когда они обменивались друг с другом большим количеством метаболитов», — говорит ведущий автор, доктор Клара Коррейя Мело, которая также работает в отделении биохимии Шарите. «Поэтому, очевидно, мы хотели определить материалы и процессы обмена, лежащие в основе этого эффекта продления жизни».

Для этого исследователи использовали собственную аналитическую систему на базе масс-спектрометрии Это позволило им точно отслеживать обмен метаболитами между клетками. И они обнаружили, что молодые клетки, которые еще были способны хорошо делиться, часто высвобождались. Аминокислоты которые были поглощены более старыми клетками.

аминокислоты строительные блоки из которых состоят белки. Исследовательская группа обнаружила, что замена аминокислоты метионина увеличивает продолжительность жизни вовлеченных клеток. Метионин присутствует во всех живых существах и играет важную роль в синтезе белка, а также во многих других клеточных процессах. «Интересно, что именно метаболизм молодых клеток продлевает жизнь старых клеток», — говорит профессор Ральсер.

Клетки, которые потребляли метионин внутри сообщества, высвобождали глицерин. В свою очередь, присутствие глицерина воздействовало на клетки, вырабатывающие метионин, продлевая их жизнь. Глицерин необходим для построения клеточных мембран и играет роль в защите клеток. «Это беспроигрышная ситуация», — объясняет доктор Коррейя-Мело. «Когда клетки участвуют в этом совместном обмене, они продлевают жизнь своего сообщества в целом».

Это исследование клеточных сообществ дрожжей впервые показало, что обмен метаболитами напрямую влияет на продолжительность жизни клеток и процесс старения. Исследователи подозревают, что это относится и к другим типам клеток, например, в тело человекаи намерен исследовать это в дальнейших исследованиях.

«Лучшее понимание сложных метаболических путей внутри клеток и между ними поможет в исследованиях того, как развиваются возрастные заболевания, такие как диабет, рак и нейродегенеративные состояния», — говорит профессор Ральсер. «Обмен метаболитами между клетками в прошлом игнорировался, но очевидно, что это очень важный фактор в процессе клеточного старения. Мы надеемся, что наше исследование поможет сделать обмен продуктами метаболизма между клетками более обширным. сосредоточиться на будущих исследованиях».

Со своей стороны, профессор Ральсер теперь планирует исследовать точные механизмы, которые позволяют глицерину защищать клетки и продлить им жизнь.