Группа международных исследователей обнаружила, что с течением времени мозг утрачивает способность эффективно синтезировать ключевые белки.
Это снижение не обусловлено повреждением генетического материала, а связано с нарушениями в процессе синтеза, известным как «застревание» рибосом. Исследование проводилось с использованием короткоживущей рыбки нотобранхиуса (African turquoise killifish), служащей моделью для изучения старения человека. Результаты работы опубликованы в журнале Science.
Традиционно считается, что если уровень мРНК стабильный, то и белок должен синтезироваться в аналогичном объеме. Однако проведенные эксперименты продемонстрировали явное «несоответствие»: хотя мРНК оставалась на прежнем уровне, количество синтезируемого белка значительно снижалось. Это особенно заметно для белков, содержащих высокое количество основных аминокислот.
Основная причина заключается в том, что рибосомы чаще «застревали» при интерпретации таких участков генетического кода. Это привело к снижению синтеза белка и накоплению неправильно сконструированных белков, а также воспалительным процессам — явлениям, характерным для болезней, таких как болезнь Альцгеймера и болезнь Паркинсона.
С возрастом общее количество функционально полноценный рибосом в мозге рыбок снижалось. Тем не менее, это фактор иногда способствовал улучшению некоторых процессов: к примеру, увеличивалось производство белков митохондрий, поскольку при высоком количестве рибосом мРНК работали менее эффективно.
Эксперимент, в котором частично блокировалась протеасома — механизм утилизации белков, продемонстрировал, что потеря необходимых белков не обусловлена лишь их разрушением. Основная трудность заключается именно в нарушении процесса преобразования мРНК в белки.
Исследователи предполагают, что рибосомное «застревание» может представлять собой универсальный механизм старения мозга, объединяющий несколько ключевых последствий, таких как геномная нестабильность, снижение биосинтетических процессов и воспаление. Если удастся найти методы, позволяющие облегчить работу рибосом или повысить эффективность трансляции, это может открыть новые горизонты в лечении возрастных заболеваний мозга.
Следующим шагом работы ученых станет изучение образцов человеческого мозга и проверка возможности восстановления контроля над трансляцией для замедления процессов старения.
