Mirare a questa proteina potrebbe aiutare a combattere l'invecchiamento
Gli scienziati hanno scoperto un meccanismo genetico sconosciuto del metabolismo cellulare che diventa sempre più disfunzionale con l'invecchiamento.
I ricercatori dell'École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) in Svizzera suggeriscono che i loro risultati potrebbero portare a nuovi obiettivi per i trattamenti per combattere l'invecchiamento e le condizioni legate all'età.
La loro scoperta riguarda una proteina che altera la funzione dei mitocondri, che sono le minuscole unità di potenza all'interno delle cellule che danno loro la loro energia.
Il team dell'EPFL ha scoperto che il cervello e il tessuto muscolare di animali anziani avevano livelli elevati della proteina, chiamata pumilio RNA binding family member 2 (PUM2).
Un documento di studio sulla rivista Cellula molecolare descrive come l'invecchiamento induce livelli più elevati di PUM2, che a sua volta riduce i livelli di un'altra proteina chiamata fattore di fissione mitocondriale (MFF).
MFF aiuta le cellule a rompere i mitocondri di grandi dimensioni in unità più piccole e a eliminarle. Anche i campioni di tessuto degli animali anziani avevano livelli inferiori di QFP.
I ricercatori suggeriscono che con l'invecchiamento degli animali, il percorso PUM2 / MFF diventa sempre più disregolato.
Quando i livelli di PUM2 aumentano, riducono i livelli di MFF. Il risultato è che le cellule diventano sempre più incapaci di disgregarsi e di eliminare i mitocondri più piccoli. Col passare del tempo, cellule e tessuti si accumulano sempre più grandi e malsani mitocondri.
Proteine leganti l'RNA e invecchiamento
PUM2 è una proteina legante l'RNA. Queste molecole alterano l'espressione genica legandosi alle molecole di RNA messaggero (mRNA) che trasportano il codice del DNA per l'elaborazione delle cellule.
In un recente studio, il team ha scoperto che quando PUM2 si lega a molecole di mRNA che portano il codice DNA per MFF, blocca la capacità delle cellule di produrre proteine MFF da quelle molecole di mRNA.
La maggior parte delle ricerche sulle molecole che influenzano l'invecchiamento nelle cellule e nei tessuti tende a concentrarsi sulla trascrizione genica nell'mRNA. Tuttavia, questo è solo il primo passo nel complesso processo di trasferimento delle informazioni contenute nei geni nel funzionamento delle cellule.
I ricercatori dell'EPFL hanno scoperto il percorso PUM2 / MFF quando hanno deciso di indagare sul passaggio che si verifica dopo la trascrizione genica.
Quando hanno esaminato le cellule animali per identificare le proteine leganti l'RNA che cambiavano con l'età, hanno scoperto che PUM2 era particolarmente elevato negli animali più anziani.
PUM2 si lega solo alle molecole di mRNA che hanno siti che riconosce. Quando si attacca all'mRNA, interrompe la traduzione del codice nella proteina corrispondente.
Utilizzando un approccio di "genetica dei sistemi", il team ha scoperto un mRNA precedentemente sconosciuto a cui si lega PUM2. Questo era l'mRNA che trasporta il codice per le cellule per produrre MFF.
L'editing genico ha invertito gli effetti legati all'età
In un'altra parte dello studio, i ricercatori hanno dimostrato come potrebbe essere possibile invertire l'effetto correlato all'età di PUM2 su cellule e tessuti.
Utilizzando la tecnologia di modifica genetica CRISPR-Cas9, hanno ridotto PUM2 nei muscoli dei topi anziani silenziando il corrispondente gene codificante.
Ciò ha portato a livelli più elevati di proteina MFF, che, attraverso una maggiore disgregazione e eliminazione dei rifiuti, ha migliorato la funzione mitocondriale nei topi anziani.
Il team ha anche studiato un meccanismo simile nel nematode Caenorhabditis elegans, che è un modello che gli scienziati usano spesso per studiare i percorsi molecolari.
Nel nematode, l'invecchiamento induce livelli più elevati della proteina legante l'RNA PUF-8. I ricercatori hanno scoperto che silenziare il gene corrispondente per PUF-8 nei vermi più vecchi ha migliorato il funzionamento dei loro mitocondri e prolungato la loro durata di vita.
Altri studi hanno collegato le proteine leganti l'RNA a malattie degenerative neuromuscolari. Hanno anche dimostrato che spesso si raccolgono in grumi chiamati granuli patologici.
I ricercatori dell'EPFL hanno scoperto che PUM2 ha una tendenza simile, con l'invecchiamento, a raggrupparsi in particelle che si legano e catturano l'mRNA di MFF.
