Studie Zpochybňuje Přímou Roli Poškození Mitochondriální DNA ve Stárnutí
Jednou z hlavních výzev ve výzkumu stárnutí je určení relativní důležitosti různých známých mechanismů, které k němu přispívají. Příkladem je dysfunkce mitochondrií, buněčných elektráren. Dlouho se vedou debaty o tom, jak významnou roli hraje poškození mitochondriální DNA (mtDNA) v celkovém procesu stárnutí. Nová studie přináší poznatky, které zpochybňují dosavadní chápání tohoto jevu.
Mitochondriální Teorie Stárnutí a „Mutátorové Myši“
Jedna z hlavních teorií stárnutí předpokládá, že hromadění náhodných mutací v mtDNA v průběhu života vede k poklesu funkce mitochondrií a následně ke stárnutí organismu. Silným důkazem pro tuto teorii byl model takzvaných „mutátorových myší“ (Polgmut/mut).
Tyto myši mají mutaci v jaderném genu POLG, který kóduje enzym zodpovědný za údržbu a opravu mtDNA. Kvůli chybě v tomto enzymu se u myší hromadí velké množství mutací v mitochondriální DNA. Následně se u nich projevuje ztráta funkce mitochondrií, zrychlené stárnutí a nemoci spojené s věkem. Tento model byl dosud považován za potvrzení toho, že poškození mtDNA je přímou příčinou projevů stárnutí.
Nové Zjištění Odděluje Příčinu a Následek
Vědci v nové studii, jejíž výsledky byly publikovány v časopise Aging Cell, se rozhodli tuto příčinnou souvislost podrobněji prozkoumat. Položili si otázku, zda je dysfunkce mitochondrií u mutátorových myší skutečně způsobena nahromaděnými mutacemi v mtDNA, nebo spíše samotnou přítomností defektního proteinu POLG.
Během experimentu se jim podařilo dosáhnout zásadního zjištění. Vytvořili myši, které měly normální, plně funkční gen POLG, ale zároveň se u nich uměle vyvolal vysoký počet mutací v mtDNA, srovnatelný s mutátorovými myšmi. U těchto zvířat se však neprojevila očekávaná dramatická ztráta funkce mitochondrií. Jejich buněčné dýchání zůstalo normální.
Naopak myši s mutovaným genem POLG vykazovaly sníženou funkci mitochondrií vždy, a to bez ohledu na přesný počet mutací v jejich mtDNA.
Závěr: Klíčem je Jaderný Gen, Ne Počet Mutací
Tyto výsledky naznačují, že porucha funkce mitochondrií pozorovaná u myší s defektním genem POLG nesouvisí s genotypem mtDNA (tedy s počtem a typem mutací), ale spíše s genotypem jaderného genu POLG.
Zdá se tedy, že poškození mitochondrií a následné zrychlené stárnutí u tohoto modelu není způsobeno samotným nahromaděním náhodných mutací v mtDNA. Pravděpodobnější příčinou je, že mutovaný protein POLG narušuje jiné, dosud ne zcela pochopené funkce, které jsou pro zdraví mitochondrií klíčové. Tento objev tak podkopává jeden z hlavních pilířů mitochondriální teorie stárnutí a vyzývá k jejímu dalšímu přezkoumání.