Жить лучше и дольше: молекула SLO-1

Исследования, проведенные в University of Michigan Life Sciences Institute, выявили причину снижения двигательной функции и повышения слабости у крошечных старых червей – и способ замедлить это. Результаты, которые опубликованы 2 января в журнале Science Advances , идентифицируют молекулу SLO-1, на которую можно воздействовать, чтобы улучшить моторную функцию, и указывают на то, что сходные пути могут действовать и на стареющих млекопитающих.

По мере старения людей и животных наши двигательные функции постепенно ухудшаются. Круглые черви длиной в миллиметр, называемые нематодами, демонстрируют закономерности старения, удивительно сходные с таковыми у других животных, и живут только около трех недель, что делает их идеальной модельной системой для изучения старения.

«Ранее мы наблюдали, что с возрастом черви постепенно теряют физиологические функции», – говорит Шон Сюй, профессор LSI и главный автор исследования. «Примерно в середине взрослой жизни двигательная функция червей начинает ухудшаться. Но что вызывает это снижение?»

Чтобы лучше понять, как изменялось взаимодействия между клетками при старении червей, Сюй и его коллеги исследовали соединения, где моторные нейроны взаимодействуют с мышечной тканью.

Они идентифицировали молекулу под названием SLO-1 (медленное семейство калиевых каналов номер 1»), который действует как регулятор для этих коммуникаций. Молекула гасит активность нейронов, замедляя сигналы от нейронов к мышечной ткани и снижая двигательную функцию.

Исследователи манипулировали SLO-1, сначала используя генетические инструменты, а затем с помощью препарата под названием паксиллин. В обоих случаях они наблюдали два основных эффекта у круглых червей. Мало того, что они поддерживали лучшую моторную функцию в более позднем возрасте, они также жили дольше, чем обычные круглые черви.

«Незачем иметь более продолжительный срок жизни без улучшения здоровья или силы», – сказал Сюй, который также является профессором молекулярной и интегративной физиологии в U -M Medical School. «Но мы обнаружили, что наши вмешательства улучшили оба параметра – эти черви более здоровы и живут дольше».

Возможно, еще более удивительно, что время вмешательства кардинально изменило влияние как на моторную функцию, так и на продолжительность жизни. Когда SLO-1 манипулировали в начале жизни червей, он не оказывал влияния на продолжительность жизни и фактически оказывал пагубное влияние на двигательную функцию у молодых червей. Но когда активность SLO-1 была заблокирована в середине взрослой жизни, улучшалась как двигательная функция, так и продолжительность жизни.

Поскольку канал SLO-1 сохраняется у многих видов, Сюй надеется, что эти результаты побудят других изучить его роль в старении у других модельных организмов.

«Изучение старения у организмов с большей продолжительностью жизни является серьезной инвестицией», – сказал он. «Но теперь мы определили молекулярную цель, потенциальную сторону и конкретные сроки, которые должны облегчить дальнейшее исследование».

Затем исследователи надеются определить важность канала SLO-1 на раннем этапе развития червей, а также лучше понять механизмы, с помощью которых он влияет на продолжительность жизни.

Guang Li et al. 

Genetic and pharmacological interventions in the aging motor nervous system slow motor aging and extend life span in C. elegans. 

Science Advances, 2019 DOI: 10.1126/sciadv.aau5041