Наши соотечественники, работающие в Университете Рочестера, Вера Горбунова и Андрей Селуянов продолжают исследовать феномен долгожительства необычного грызуна — голого землекопа (Heterocephalus glaber). Он живет около 30 лет, что феноменально долго для скромных размеров его тела. Более того, он еще и не болеет и уходит из жизни совершенно здоровым, в частности, у него никогда не бывает раковых опухолей.
Этот феномен чрезвычайно привлекает ученых, работающих над проблемой увеличения продолжительности жизни человека и защиты от онкологических заболеваний.
Например, в июне этого года Горбунова и Селуянов опубликовали в Nature свою гипотезу, что от рака голого землекопа защищает высокомолекулярная форма гиалуроновой кислоты, которой очень много в его коже. Годом ранее другие исследователи предположили, что секрет грызуна заключается в повышенном содержании некоего белка (NRG-1).
Подступаясь к голому землекопу с разных сторон, ученые ломают голову над тем, чему бы полезному нам у него научиться, чтобы жить долго и не болеть. Судя по результатам нового исследования Горбуновой и Селуянова, которое опубликовано в последнем выпуске журнала Proceedings of the National Academy of Sciences, стоит научиться самой фундаментальной вещи — синтезу белка.
Оказывается, землекоп делает это гораздо более совершенно, чем все остальные. Самое главное — у него меньше ошибок. Возможно, именно в этом секрет его долголетия.
Ученые обратили пристальное внимание на рибосомы — «машины для производства белка» — голого землекопа. К открытию, по их словам, привела случайность. Биологи исследовали под микроскопом образец ткани животного, подсвеченный флуоресцентным красителем. И обнаружили три темные линии, которые обозначают концентрацию молекул рибосомной РНК (рРНК), в то время как у всех остальных животных таких линий было две. Биологи решили, что это указывает на скрытые дефекты рРНК голого землекопа. А затем решили посмотреть, как эта «дефектная» рРНК справляется со своими обязанностями в процессе синтеза белка.
Цепочки рибосомной РНК образуют каркас, на котором строится тело двух частей рибосомы — большой и малой субъединиц. Изменение формы этого каркаса влияет на организацию субъединиц рибосомы и их работу.
Как открыли Горбунова и Селуянов, каркас рибосомной РНК у голого землекопа устроен уникально.
Молекула рРНК разделена на две части, а промежуточная часть просто выброшена. Оставшиеся кусочки расположены близко друг к другу и работают как единый механизм. И это структурное изменение приводит к удивительному результату.
Когда рибосома собирает аминокислоты, как бусинки, строя из них цепочку белковой молекулы, она иногда совершает ошибки, и на месте одной аминокислоты оказывается другая. Такие ошибки в разной степени нарушают структуру белка и его функционирование.
В клетках голого землекопа благодаря уникальному строению рибосомного каркаса такие ошибки происходят в 40 раз реже, чем, например, в клетках мыши.
«Это оказывается очень важным, поскольку белки, построенные без ошибок, позволяют организму работать более эффективно», — замечает Селуянов.
Ученые пока не могут ответить на вопрос, как именно измененная рибосомная РНК повышает точность аминокислотной сборки. Возможно, дело в более быстрой и слаженной работе рибосомных субъединиц.
«В итоге, как показали наши результаты, клетки голого землекопа производят меньше дефектных белков, — пишут авторы статьи в PNAS. — Это подтверждает гипотезу, что более стабильный протеом (совокупность всех белков) голого землекопа способствует долголетию».
Ученые собираются провести эксперимент: расщепить надвое подобным же образом рРНК мыши и посмотреть, что из этого выйдет, станет ли процесс синтеза белка в клетках мыши более совершенным.
Авторы работы считают, что их открытие имеет важное значение и для медицины. Очень многие заболевания человека имеют причиной неправильно или недостаточно работающие белки. Возможно, фармакологическими методами можно воздействовать на синтез белка у человека, сделав его более совершенным. И на долгие годы улучшить работу человеческого организма.