Vdechování dlouhověkosti: Nechuť ke škodlivým pachům může ovlivnit životnost

souhrn: Hlístice druhu Caenorhabditis elegans vykazují averzi vůči škodlivým pachům, což může být indikátorem jejich dlouhověkosti.

Nová studie odhaluje, že tyto pachové molekuly z patogenních bakterií nejen spouštějí vyhýbavé chování u nematodů, ale také spouštějí ochranný nervový okruh v jiných tkáních. Tento obvod podporuje účinné zpracování toxických proteinů, podobně jako proteiny spojené s lidskými neurodegenerativními onemocněními.

Studie naznačuje, že vnímání environmentálních nebezpečí prostřednictvím pachů může být evolučním mechanismem prodlužování životnosti.

Klíčová fakta:

1. Když byly vystaveny molekule odorantu 1-ondesinu, hlístice vykazovaly delší životnost a zlepšené zpracování bílkovin ve střevech.
2. Aktivace endoplazmatického retikula rozložené proteinové odpovědi (UPRER) ve střevě hlístic hraje klíčovou roli při zpracování toxických proteinů po vystavení zápachu.
3. Protein DAF-7, ekvivalentní lidskému TGF-β, je nezbytný v averzní reakci a může poskytnout poznatky pro lidský výzkum.

zdroj: Fabisp

Nechuť k nepříjemným pachům může být ukazatelem schopnosti organismu chránit se před škodlivými látkami a žít déle. To se alespoň děje v případě háďátek tohoto typu Některé typy jsou elegantní.

Přestože hlístice (škrkavky nebo hlístice) ani vzdáleně nepřipomínají člověka, slouží již asi 50 let jako model pro biologické studie. Mezi výhody patří jednoduchý nervový systém, málo buněk a genů, z nichž mnohé mají stejné funkce jako naše, a krátká životnost v průměru 17 dní, ideální pro výzkum stárnutí.

Článek uveřejněný v časopise Stárnoucí příroda Představuje výsledky studie, která ukazuje, že molekuly zápachu vylučované patogenními bakteriemi nevyvolávají pouze averzní reakci v… C. eleganskterý ustoupil, aby se vyhnul hrozbě, ale také spustil nervový okruh, který způsobil reakci v jiných tkáních háďátka.

Tato reakce zahrnuje účinnější zpracování toxických proteinů a řízení agregace těchto a dalších proteinů produkovaných červy. Důležité je, že akumulace těchto proteinů u lidí je jedním z faktorů spojených s neurodegenerativními onemocněními, jako je Alzheimerova a Parkinsonova choroba.

„Dokážou vycítit nebezpečí v prostředí čichem, což zvyšuje jejich stresové reakce ještě předtím, než najdou nějakou choroboplodnou bakterii. Čich také zabraňuje hromadění bílkovin spojených s nemocí, což může prodloužit jejich životnost,“ řekl Evandro Araújo de Souza, první autor článku.

Studie byla součástí postdoktorského výzkumu na katedře neurobiologie v Medical Research Council Laboratory of Molecular Biology (MRC-LMB) v Cambridge ve Spojeném království.

Souza je jedním z 32 vědců vybraných pro projekt Create FAPESP, který podporuje výzkum založený na odvážných myšlenkách vedených výzkumnými pracovníky na počátku kariéry s mimořádným potenciálem. V září zahájil další fázi studia na Institutu biologie Státní univerzity v Campinas (IB-UNICAMP) v Brazílii, kde bude řídit projekt „Mechanismy regulace stability proteinů v periferních tkáních nervovým systémem. “

Nebezpečí zápachu

Ve studii hlístice vystavené 1-undecenu, zapáchající molekule, žily déle než ty, které neměly žádný kontakt se zápachem vylučovaným bakteriemi. Odezvy na podnět lze vidět ve střevech, což naznačuje okruh spojující čichové vnímání se zbytkem těla.

„Tato zjištění naznačují, že manipulace s vnímáním chemických látek by jednoho dne mohla být cestou k zásahu do neurodegenerativních chorob a nemocí souvisejících s věkem. Je však zapotřebí dalšího výzkumu, aby se zjistilo, co „Pokud podobné buněčné signální dráhy a mechanismy fungují také u lidí.“

Podle vědců již jiné studie ukázaly, že myši mají nervový okruh, který spojuje mozek s játry, když tato zvířata cítí určité druhy potravy, a je logické předpokládat, že nervový systém u savců může vyvolat reakci jiných zvířat. orgánů při stimulaci. Stejně jako u háďátek.

„Pokud najdeme molekulu, která dokáže zprostředkovat tento okruh spojující vnímání pachu s reakcí organismu, mohli bychom mít slibnou cestu k vývoji nových léčebných postupů,“ řekl Souza.

Částečně odkrytý obvod

Ve studii byly hlístice umístěny na talíře odlišné od těch, které obsahovaly pachy, aby se prokázalo, že averzi nezpůsobil přímý kontakt mezi červy a látkami, ale pouze jejich zápach.

Používají se pachy, které vylučují patogenní bakterie, např Pseudomonas aeruginosa A Staphylococcus aureusCož je pro háďátka škodlivé. Tři z těchto sloučenin včetně 1-undecenu byly spojeny s averzivními reakcemi v C. elegans. Vědci se v následujících experimentech rozhodli zaměřit na 1-undecen, protože způsobuje averzi, aniž by byl toxický.

Když analyzovali červy vystavené této látce, pozorovali aktivaci proteinové odpovědi vystavené endoplazmatickému retikulu (UPR).^ehm) ve střevě. Jedná se o obranu, kterou organismus využívá ke stimulaci opravných mechanismů nebo k odstranění defektních proteinů.

U červů s mutacemi ve dvou genech, které regulují UPR^ehm (Hněv-1 A xbp-1), odpověď nebyla aktivována 1-undecenem, což dokazuje, že tato buněčná signální dráha byla nezbytná pro aktivaci UPR.^ehm Podle článku. Další experimenty tento výsledek potvrdily.

Jiná skupina mutantních hlístic vystavených 1-undecenu nedokázala produkovat neurotransmitery, jako je serotonin, dopamin, glutamát a další, ale výzkumníci nebyli schopni určit roli žádné z těchto molekul.

Dále se zaměřili na DAF-7, protein a gen ekvivalentní savčímu růstovému faktoru beta (TGF-β), který hraje důležitou roli v nervových okruzích, které řídí chování, jako je averze k patogenům.

Když byla inhibována produkce DAF-7, vyvolalo se UPR vyvolané zápachem^ehm Nebyl aktivován, což naznačuje jeho roli v této reakci. „Nyní víme, jakou cestou se musíme vydat, zejména proto, že protein má ekvivalent u lidí,“ řekl Souza.

O této zprávě z výzkumu dlouhověkosti

autor: Heloisa Reinert
zdroj: Fabisp
sdělení: Heloisa Rennertová – FAPESP
obrázek: Obrázek připsán Neuroscience News

Původní vyhledávání: Otevřený přístup.
„Čichová chemosenzibilizace prodlužuje životnost prostřednictvím signalizace TGF-β a aktivace UPR“Od Evandro Araujo de Souza et al. Stárnoucí příroda

shrnutí

Čichová chemosenzibilizace prodlužuje životnost prostřednictvím signalizace TGF-β a aktivace UPR

Aby zvířata přežila v prostředí bohatém na patogeny, spoléhají na chemosenzorické signály. v Některé typy jsou elegantníPatogenní bakterie spouštějí averzivní chování prostřednictvím neurokognice a aktivace molekulární obrany v celém zvířeti. To naznačuje, že neurony mohou koordinovat aktivaci obranných reakcí na úrovni organismu při vnímání patogenů.

V této studii jsme zjistili, že expozice sloučeninám spojeným s aerosolizovanými patogeny vede k aktivaci endoplazmatického retikula rozložené proteinové odpovědi (UPR).^ehm) v periferních tkáních po xbp-1 Konektivita v neuronech.

Toto UPR je způsobeno zápachem^ehm Aktivace je závislá na signalizaci DAF-7/transformujícího růstového faktoru beta (TGF-β) a má za následek prodlouženou životnost a zvýšenou clearance toxických proteinů. Záchrana receptoru DAF-1 TGF-β v interneuronech RIM/RIC je dostatečná k významnému obnovení UPR.^ehm Aktivace po expozici 1-undecenu.

Naše data naznačují, že UPR je buňka neautonomní^ehm Buňky rekombinují proteiny v organismech v reakci na detekci patogenů, čímž předcházejí proteotoxickému stresu. Chemosenzibilizace na určité pachy tedy může být prostředkem manipulace se stresovými reakcemi a dlouhověkostí.