Eddig már számos kísérletben igazolták, hogy ha egereket, illetve más állatokat koplaltatással az éhhalál szélére sodornak, akkor a kísérleti alanyoknak meghosszabbodik az élettartamuk. A táplálkozás és az élettartam közötti összefüggés molekuláris mechanizmusáról azonban eddig nagyon keveset tudtak. Most az amerikai Salk Intézet kutatói két olyan döntő fontosságú enzimet fedeztek föl, amelyek együttműködve meghatározzák a koplalás egészségügyi előnyeit.

Noha az életmóddal kapcsolatos tényezők, például az elhízás, egyértelműen befolyásolják a várható élettartamot, a szakemberek általános véleménye szerint az öregedés középpontjában genetikai faktorok állnak. Jelenleg három olyan genetikai hálózatot ismernek, amelyek befolyásolása hozzájárul a fiatalság hosszabb fenntartásához. Az egyik középpontjában az inzulin/inzulinszerű növekedési faktor-1 áll, amely az anyagcserét és a növekedést szabályozza; a másodikat a mitokondriumok, a sejtek "erőművei" üzemeltetik, a harmadik pedig az élelembevitel korlátozásával kapcsolatos.

A kutatók eddig csak egyetlen olyan faktort ismertek, amelyet összefüggésbe lehetett hozni az erősen korlátozott kalóriabevitelű étrend hatására megnövekedett élettartammal, ez a faktor pedig a biokémiai jelátviteli útvonal legvégén fejti ki hatását. A most fölfedezett két enzim előbb helyezkedik el a sorban, ezért közelebb viszi a kutatókat annak a receptornak a földerítéséhez, amely felfogja a jelet, hogy bekapcsolja az "élethossz-növelő" folyamatot. Amennyiben a kísérleti alanyul szolgáló Caenorhabditis elegans fonálféregből hiányzik akár az egyik, akár a másik enzim, hiába éhezik, nem hosszabbodik meg az élettartama - írják a kutatók a Nature folyóirat most megjelent online kiadásában.

Véletlenszerű fölfedezés

Andrea C. Carrano, a cikk első szerzője eredetileg nem az étrendi megszorítás és az élettartam meghosszabbodása közti molekuláris kapcsolatot akarta kideríteni. Egyszerűen a WWP-1 nevű enzim emlősökben játszott szerepét vizsgálta. Annyit tudott csupán, hogy a WWP-1 egy úgynevezett ubiquitin-ligáz, amelyből az emlőssejtek három másolatot is tartalmaznak, s ez megnehezíti funkciójának a vizsgálatát. Az ubiquitin-ligázok az úgynevezett ubiquitin-konjugáló enzimekkel dolgoznak együtt: ubiquitinmolekula-láncokat erősítenek más proteinekre. Ez az ubiquinációnak nevezett folyamat megsemmisítésre jelöli ki a protein szubsztrátokat, de szabályozó jelként is szolgálhat.

Mivel a Caenorhabditis elegans fonálféregben - az emlősökkel ellentétben - a WWP-1 enzimnek csak egy másolata található, amit könnyebb vizsgálni, ezért Carrano társult a Salk Intézet Molekuláris és Sejtbiológiai Laboratóriumában dolgozó Andrew Dillinnel, aki a C. elegans öregedését és élettartamát tanulmányozta. Már a kezdeti kísérletekből kiderült, hogy a WWP-1 gént nem tartalmazó férgek - noha látszólag normálisak - sokkal érzékenyebbek a stresszhatásokra. Ez pedig arra utal, hogy a WWP-1 szerepet játszhat az öregedési folyamatban, mivel a stressztűrő képességet befolyásoló mutációk igen gyakran összefüggésben állnak az élettartammal.

Az eredmények alapján Carrano következő kísérleteiben a WWP-1-nek az élettartam szabályozásában betöltött potenciális szerepére koncentrált. Amikor genetikailag úgy módosította a férgeket, hogy a WWP-1 kifejeződése fokozottabb legyen a normálisnál, akkor átlagosan 20 százalékkal növekedett az egyébként jól táplált férgek élettartama.

A második enzim

Amikor egy mások által készített tanulmányban a kutatók arról számoltak be, hogy az UBC-18 nevű enzim kölcsönhatásba lép a WWP-1-gyel, Carrano arra gondolt, hátha ez az enzim is szerepet játszik az étrendi korlátozás kiváltotta élettartam-növekedésben. Kiderült, hogy az UBC-18 túlzott kifejeződése önmagában nem vezet az élettartam meghosszabbodásához, de hiánya esetén az élelemmegvonásnak sincs ilyen hatása. A kedvező hatáshoz mindkét enzim jelenlétére szükség van.

A két enzim fölfedezése tehát közelebb vitte a kutatókat az élettartamot meghosszabbító folyamatot bekapcsoló receptorhoz. Ha a kutatóknak sikerülne meghatározniuk magát a receptort, akkor az lehetővé tenné számukra olyan gyógyszerek kifejlesztését, amelyek utánoznák a jelzést, és így új eljárásokhoz juthatnánk az életkorral kapcsolatos betegségek kezeléséhez. Ily módon lehetséges lenne kiaknázni a kalóriabevitel korlátozása nyújtotta egészségügyi előnyöket anélkül, hogy ténylegesen alkalmazni kellene a betarthatatlanul szigorú étrendi megszorításokat.

Forrás: Nature