Mitokondriyal stres; direnci arttırır, yaşlanan hücreleri korur ve hastalık riskini geciktirir.
Northwestern Üniversitesi moleküler biyologları, az miktarda stresin hücresel sağlık için iyi olabileceğini keşfetmişlerdir. Bulgular, araştırmacılara yaşlanmayı ve yaşla ilgili dejeneratif hastalıklar için risk oluşturan moleküler mekanizmaları daha iyi anlamaları konusunda yardımcı olacaktır.
Caneorhabditis elegans
Şeffaf bir yuvarlak solucan olan C. elegans ile yapılan bir genetik çalışmada, araştırma ekibi, az bir miktar streste olan mitokondrilerden (hücresel enerji kaynağı) gelen sinyallerin, yaşla birlikte gelişen, sitoplazmada protein katlama kalite kontrol mekanizmalarının (proteostasis ya da protein homeostazı olarak adlandırılır) başarısızlığını engellediğini bulmuşlardır. Bu da, Alzheimer, Huntington, Parkinson ve amyotrofik lateral skleroz (ALS) gibi dejeneratif hastalıklarda ortaya çıkabilen hasar görmüş proteinlerin birikimini önlemiş olur.
Araştırmanın ilk isimlerinden olan Richard I. Morimoto, bunun daha önce görülmemiş bir durum olduğunu belirtmiş ve şunları söylemiştir; “Uzun süren mitokondriyal stresin zararlı olabileceği zaten biliniyordu, ancak biz, mitokondriyi biraz stres altına aldığımızda, mitokondriyal stres sinyalinin aslında hücre ve hayvan tarafından bir hayatta kalma stratejisi olarak yorumlandığını keşfettik. Bu, hayvanları strese karşı tamamen dayanıklı hale getirir ve ömrünü iki kat arttırır. Bu tıpkı bir sihir gibi!”
C. elegans, biyokimyasal çevre ve hücresel özellikler bakımından insana benzer ve insan hastalıklarının bir modelini oluşturmak ve yaşlanma biyolojisini incelemek için popüler bir araştırma modelidir. Bilim adamları tarafından biyolojik yaşlanmada rol oynadığı belirlenen bileşenler, insanlar da dahil olmak üzere tüm hayvanlarda korunmuştur ve gelecek çalışmalar için hedefler önermektedir.
Morimoto, “Bulgularımız bize, insanlardaki yaşlanmayı ve yaşlandıkça gelişen moleküler gerilemeyi nasıl önleyebileceğimiz veya dengeleyebileceğimiz konusunda bir strateji sunuyor. Amacımız, insanları daha uzun yaşatacak yollar bulmak değil daha ziyade hücresel ve moleküler seviyede sağlığı artırmaktır, böylece kişinin sağlık durumunu uzun ömürlü hale getirmemiz mümkün olur.” demektedir.
Morimoto, Bill ve Gayle Cook Moleküler Biyolojik Bilimler alanında profesör ve Northwestern Weinberg Sanat ve Bilim Üniversitesi’nde Biyomedikal Araştırmalar Enstitüsü müdürüdür. Bahsi geçen çalışma, 7 Kasım’da Journal of Cell Reports tarafından yayınlanmıştır. Makalenin ilk ismi olan Johnathan Labbadia, şu an Londra Üniversitesi’ndedir ve post-doktora çalışmalarını Morimoto’nun laboratuvarında tamamlamıştır.
Cell Reports’ta yer alan bu çalışma, Morimoto ve Labbadia’nın 2005’te, yaşlanmaya yol açan moleküler gecikmelerin, koruyucu hücre stres tepkilerinin indüksiyonunu önlemek için germ hattı hücrelerinden diğer dokulara gönderilen önleyici sinyaller sebebiyle üreme olgunluğunda başladığını bildirdikleri çalışmalarına dayanmaktadır. C. elegans için bu yetişkinliğin 8 ila 12 saatleri arasında gerçekleşirken başka hayvanlarda genellikle üç haftada gerçekleşecektir.
C. elegans’ın moleküler sağlığının erişkinliğinin birinci ve ikinci günleri arasında başarısız olduğunu bilen araştırmacılar, yaptıkları çalışmada moleküler arızayı önleyecek genleri ve yolakları belirlemek için iki günden yaşlı hayvanları kullanmışlardır.
Morimoto ve Labbadia, yuvarlak solucanın yaklaşık 22.000 genini taramış ve yaşla ilişkili gerilemenin merkezi düzenleyicisi olan ve mitokondriyal elektron taşıma zinciri (ETC) adı verilen bir dizi gen tespit etmişlerdir. Araştırmacılar, ETC aktivitesinin az miktarda downregülasyonunun, küçük miktarlarda ksenobiyotiklere ve patojenlere maruz kalmanın “sağlıklı hayvanlar”la sonuçlandığını bulmuşlardır.
Morimoto bulgularıyla ilgili duygularını şu sözlerle dile getirmiştir; “Düşük sinyal stresinin organizmanın ömründe derinlemesine bir etkisi olsun, bunu hiç tahmin edemezdim. Öğrendiğimiz şey şu; bu stres sinyallerinin bazıları organizma tarafından kendini yeniden kurması ve daha uzun yaşamanın bir yolu olarak yorumlanıyor. Mitokondri en iyi çalıştığında, hücre ve dokular sağlamdır.”
Araştırma, Ulusal Yaşlanma Enstitüsü, Ellison Tıp Vakfı ve Daniel F. & Ada L. Rice Vakfı tarafından sağlanan hibelerle desteklenmiştir.
Çeviri: Aslıhan Esra Bildirici
Kaynak: Northwestern University. “A little stress is good for cellular health and longevity: Mitochondrial stress enhances resilience, protects aging cells and delays risk for disease.” ScienceDaily. ScienceDaily, 7 November 2017. <www.sciencedaily.com/releases/2017/11/171107122920.htm>.
Bu makaleyi 4 dakikada okuyabilirsiniz.
Yönetici 