Peroxizomy a jejich vliv na stárnutí: Nové poznatky z výzkumu na hlísticích
Peroxizomy jsou membránové organely, které se nacházejí v eukaryotických buňkách a hrají klíčovou roli v řadě metabolických procesů, včetně oxidačních reakcí a metabolismu lipidů, jako je například beta-oxidace mastných kyselin. Jsou také zodpovědné za produkci i odstraňování oxidačních molekul, jako je peroxid vodíku. I když jsou tyto buněčné funkce v izolaci dobře prozkoumány, mnohem náročnější je zmapovat, jak se mění s věkem, jak se vzájemně ovlivňují a do jaké míry souvisí s dysfunkcí buněk, tkání a orgánů související s věkem.
Peroxizomy a proces stárnutí
Současná studie, která byla publikována jako preprint, zdůrazňuje, že peroxizomy jsou v kontextu stárnutí obzvláště málo prozkoumané. Autoři prokázali, že počet peroxizomů v buňkách systematicky klesá v raném stadiu stárnutí u hlístic, konkrétně druhu Caenorhabditis elegans. Zjištění, že ovlivnění tohoto procesu tak, aby se udržela přítomnost peroxizomů v buňkách i v pozdějším věku, zlepšuje zdraví a zpomaluje stárnutí, je velmi zajímavé.
Vztah mezi peroxizomy a mitochondriemi
Ještě pozoruhodnější je skutečnost, že udržení peroxizomů v buňkách hlístic v pozdějším věku zřejmě zlepšuje strukturu a funkci mitochondrií, což jsou organely známé jako „elektrárny buňky“. Proč tomu tak je, zůstává otevřenou otázkou. Je zřejmé, že se příznivě mění úrovně exprese mitochondriálních proteinů, ale mechanismus, kterým pokračující přítomnost peroxizomů v buňkách starších zvířat tohoto výsledku dosahuje, je zatím nejasný.
Výzkumníci v této studii dále zkoumali, jak inhibice proteinu PRX-11 (u C. elegans odpovídajícího proteinu PEX11 u savců), který se podílí na dělení peroxizomů, podporuje dlouhověkost. Zjistili, že snížení degradace peroxizomů s věkem vedlo k souběžným zlepšením v jiné organele: mitochondriích. Zvířata s narušenou funkcí prx-11 vykazovala trubicovité, mladistvé mitochondrie ve vyšším věku. Tato zlepšení vyžadovala více faktorů podílejících se na tubulaci a biogenezi mitochondrií, včetně proteinů jako FZO-1/Mitofusin, protein kinázy UNC-43 a DAF-16/FOXO. Důležité je, že mutace každého z těchto faktorů negovala prodloužení životnosti u zvířat s defektním prx-11, což naznačuje, že inhibice pexofagie (procesu degradace peroxizomů) podporuje dlouhověkost pouze tehdy, je-li souběžně udržováno zdraví mitochondrií.
Tyto údaje podporují model, ve kterém peroxizomy a mitochondrie stárnou společně a vzájemně ovlivňují délku života.