Kunne målretning mod dette enzym langsom ældning og relaterede sygdomme?

Undersøgelse af et enzym, der forhindrer celler i at dele sig, kan være en frugtbar vej til forskning i, hvordan man bremser aldring og behandler aldringsrelaterede sygdomme.

Aldring er uundgåelig, men kan det sænkes?

Dette var den konklusion, som forskere ved Kobe University i Japan kom til efter at have studeret enzymet D-aminosyreoxidase (DAO) og dets rolle i celler.

DAO metaboliserer D-aminosyrer, der i modsætning til deres spejlbillede fætre L-aminosyrerne kun har en lille tilstedeværelse i pattedyrsbiologi.

Af denne grund vidste forskere indtil den nylige undersøgelse kun lidt om virkningen af ​​DAO i kroppen.

Det nye fund afslører, at DAO i processen med at metabolisere D-aminosyrer producerer reaktive iltarter (ROS), som er en gruppe ustabile molekyler, der forårsager cellestress.

Stressfaktorer som DNA-beskadigelse og ROS tilskynder celler til ældning, en irreversibel tilstand, hvor de ikke længere kan replikere.

Fundet afdækker en molekylær mekanisme, der mangler i tidligere undersøgelser, der har knyttet ROS til celleforfald og aldring.

ROS og celleforfald

ROS er vigtige aktører i aldringsbiologien og mange sygdomme, der har tendens til at stige med stigende alder, såsom Parkinsons, Alzheimers, diabetes og mange kræftformer.

Den nylige undersøgelse føjer til en voksende forståelse af aldrende cellers rolle i dette forhold.

At komme ind i en irreversibel tilstand, hvor den ikke længere kan dele sig og formere sig, mindsker ikke nødvendigvis en celle evne til forandring og indflydelse.

Tidlig forskning antydede, at den største indvirkning af celleforfald på menneskets biologi involverede beskyttelse mod kræft. Begrænset til en aldrende tilstand kan celler med beskadiget DNA ikke formere sig og give anledning til tumorer.

Siden da har undersøgelser imidlertid afsløret, at aldrende celler er aktive i vævsreparation, sårheling, embryonal udvikling og aldring.

Et stort fokus ved fortsat forskning er på de forskellige stressfaktorer, der kan udløse celler til at komme ind i den irreversible tilstand.

Derudover er der en voksende mængde viden om, hvordan aldringsrelaterede biologiske ændringer og sygdomme involverer ROS og aldring.

Dykker ned i rollen som DAO

I tidligere arbejde havde forskerne i Kobe University opdaget, at ældning udløser tumorundertrykkermolekylet p53, og at dette aktiverer genet for DAO.

Imidlertid undersøgte den "undersøgelse ikke fuldt ud det direkte forhold mellem DAO og aldring," bemærker de.

I deres nyere undersøgelse lokkede forskerne kræftceller til ældning ved at udsætte dem for lave niveauer af "et lægemiddel mod kræft, der inducerer DNA-dobbeltstrengsbrud."

De fandt imidlertid, at reduktion af DAO-aktivitet, enten med lægemidler eller ved dæmpning af dets gen, reducerede aldring og ROS-produktion.

I et andet eksperiment brugte de en DAO-mutant, der stoppede den med at opføre sig som et enzym. Denne version af DAO producerede imidlertid hverken ROS eller fremmede aldring.

Holdet antyder, at dette beviser, at det er DAOs evne som et enzym at fremstille ROS, der gør det muligt at fremme ældning i celler.

I yderligere eksperimenter opdagede forskerne andre veje, der hjælper DAO med at fremme ældning udløst af DNA-beskadigelse.

En nøglefaktor er transportgenet SLC52A1, som hjælper med at øge niveauerne af coenzym flavin adenin dinucleotid (FAD).

DAO har brug for levering af FAD, og ​​SLC52A1 sikrer denne forsyning ved at øge tilgængeligheden af ​​vitamin B-2, en ingrediens i FAD.

Forskerne er forsigtige med konsekvenserne af deres fund. ROS er ikke altid de onde: De kan også gavne helbredet. For eksempel kan lave niveauer af ROS forlænge levetiden, og immunsystemet har brug for dem for at bekæmpe infektion.

Måske er det overproduktionen af ​​ROS, der forårsager problemer og styrer balancen mod cellestress, sygdom og aldring. I denne henseende identificerer undersøgelsen en tidligere ukendt rolle for DAO.

Forskerne konkluderer:

"Vores resultater viser tydeligt en ny funktion af DAO som en promotor af DNA-skadesinduceret aldring, som kan give ny indsigt i [D] -aminosyrernes roller i forskellige fysiologiske og patologiske processer, herunder senescens, kræft og aldring."
none:  kræft i bugspytkirtlen irritabelt tarmsyndrom blod - hæmatologi