Аннотация:Старение – это процесс, который затрагивает большинство живых организмов. В течение всей жизни неизбежно происходит накопление повреждений, которые отрицательно сказываются на жизнедеятельности и здоровье организма. Живые системы в своем эволюционном развитии разработали механизмы, позволяющие ограничивать передачу повреждений потомкам, а также защищать себя от их пагубного воздействия. Эти механизмы защиты обусловлены генетикой, часто различаются между различными таксономическими группами и во многом обуславливают продолжительность жизни организма. Тем не менее, принципы устройства клеток и организмов определяют универсальные объекты накопления повреждений.
В данной работе представлено исследование одного из важнейших объектов накопления повреждений – протеома. Любому организму, вне зависимости от его таксономической принадлежности, жизненно необходим баланс между постоянным синтезом и деградацией белков - протеостаз, а его нарушение часто приводит к патологическим состояниям. Например, с течением времени структура многих белков может претерпевать изменения, ферменты могут начать производить большее количество побочных продуктов реакций, может нарушиться дифференциация между субстратами, приводя к образованию токсичных метаболитов, а склонные к агрегации белки могут начать образовывать токсичные олигомеры и нерастворимые агрегаты. Одновременно такие белки могут мешать работе функциональных молекулярных машин, проявляя доминант-негативные свойства. Качество работы систем поддержания протеома и деградации белков с возрастом ухудшается, приводя к накоплению испорченных белков и токсичных метаболитов, ухудшению функционирования клеток и к развитию старческих заболеваний.
Тогда как изменения в деградации белков при старении хорошо изучены, изменения в синтезе белка до сих пор остаются тайной. Изменяется ли общий уровень синтеза белка с возрастом? Увеличивается ли частота ошибок в синтезе белка при старении организма? Существует ли возрастзависимая регуляция синтеза определенных белков на уровне трансляции? Ответы на эти вопросы необходимы для понимания механизмов накопления повреждений.
В данной работе процесс синтеза белка при старении охарактеризован для почки и печени мыши в полногеномном масштабе с помощью методов рибосомного профайлинга и секвенирования транскриптома. Такая комбинация методов позволяет увидеть изменения в уровнях отдельных белков с возрастом, различая при этом вклад процессов транскрипции и трансляции, а также увидеть глобальные возрастные изменения непосредственно в самом процессе синтеза белка.