Международная команда ученых выяснила, что с возрастом мозг теряет способность эффективно производить важные белки, и это связано не с поломкой генов, а со сбоями на уровне синтеза — так называемым «застреванием» рибосом. Исследование выполнялось на короткоживущей рыбке нотобранхиусе (African turquoise killifish), которую используют как модель старения человека. Работа опубликована в журнале Science.
Обычно предполагается, что если уровень мРНК стабилен, то и соответствующий белок должен вырабатываться в том же объеме. Однако эксперимент показал «рассогласование»: мРНК оставалась на прежнем уровне, а количество белка уменьшалось. Особенно это касалось белков, богатых основными аминокислотами.
Причина в том, что рибосомы чаще «застревали» при переводе таких участков кода. Это приводило не только к падению синтеза, но и к накоплению неправильно свернутых белков и воспалительному ответу — признакам, характерным для болезней Альцгеймера и Паркинсона.
С возрастом в мозге рыбок снижалось общее число полноценных рибосом. Неожиданно это помогало некоторым процессам: например, улучшался синтез белков митохондрий, поскольку при избыточном количестве рибосом такие мРНК наоборот работали менее эффективно.
Эксперимент с частичной блокировкой протеасомы — системы утилизации белков — показал: потеря нужных белков не связана только с их разрушением. Главная проблема именно в нарушении перевода мРНК в белки.
Авторы предполагают, что рибосомное «застревание» может быть универсальным механизмом старения мозга, объединяющим несколько ключевых последствий — геномную нестабильность, снижение биосинтеза и воспаление. Если удастся найти способы облегчить работу рибосом или повысить эффективность трансляции, это может стать новым направлением терапии возрастных заболеваний мозга.
Следующий шаг ученых— изучение образцов человеческого мозга и проверка того, можно ли восстановить контроль над трансляцией для замедления возрастных изменений.
Ранее был назван простой способ улучшить ментальное здоровье пожилых.