Chromatin, blandingen af DNA og protein, der huser hvert cellens genom, er mere modstandsdygtig over for aldring end tidligere antaget, antyder en undersøgelse, der er offentliggjort i Journal of the American Chemical Society Af forskere ved King’s College London.
Forskere mener, at dette kan afsløre, hvordan kroppen kan klare det uundgåelige “slid og tear” af aldring, og hvor det kan være mere sårbart over for dens virkninger, hvilket lægger grundlaget for fremtidige anti-aldringsbehandlinger i hele kroppen.
Proteiner, ligesom resten af kroppen, ændres ved aldring. Dette er især tilfældet for histonproteinerne, der udgør kromatin, som kan “leve” i ~ 100 dage, før de bliver genopfyldt og udskiftet. I løbet af deres levetid strækkes og forvrænges proteiner eller forvrænges eller oplever processer, der ligner rustning. Denne skade resulterer i naturligt forekommende kemiske ændringer i proteinet kaldet post-translationelle modifikationer eller PTM’er.
Ved at ændre de fysiske og kemiske strukturer af et protein kan disse processer ændre deres funktion og endda føre dem til at mislykkes. I nogle tilfælde kan denne fiasko føre til sygdomme som kræft, men mekanismerne for, hvordan dette forekommer, er ofte uklare. Da naturlig aldring er langsom, kan det være vanskeligt at studere denne proces inden for proteiner i kroppen.
For at afsløre grundlaget for, hvordan proteiner oplever “slid-og-tear”, når de bliver ældre, byggede teamet kemisk kromatin i et reagensglas på to forskellige stadier i dets livscyklus-gentagne og meget gamle, med sidstnævnte indeholdende et PTM, der er forbundet med aldring. På cirka tre millioner daltoner, en masse-enhed til atomskala-genstande som atomer, mener teamet, at disse kromatinmodeller med kontrolleret aldring “ar” er den største af deres art.
De fandt, at aldringsprocessen havde meget forskellige virkninger. På trods af ekstreme lokale ændringer i det protein, der blev bragt af aldringsrelaterede PTM’er, virkede den overordnede struktur og integritet af kromatin upåvirket. Enzymer, der typisk interagerer med det, kunne imidlertid ikke længere genkende disse ældre regioner som kromatin og ikke kunne fungere.
Dr. Luis Guerra forklarer, “Dette var en enorm overraskelse for os. Eksperiment efter eksperiment viste, at Chromatin tolererede ganske godt tilstedeværelsen af denne ‘slid-og-te.’ Men da vi zoomede ind og undersøgte biokemiske processer, der direkte målrettede disse ældre områder, som vi introducerede, så vi massive effekter.
“Dette antyder, at Chromatin, der angiver strukturen af DNA, er mere robust end vi troede. Tænk på en gammel computer. Selvom det muligvis ikke har det nyeste grafikkort eller processor, kan dette modulære stykke sæt stadig surfe på nettet. Det kan endda have et helt stegt lydkort, men i kernen fungerer det stadig som en computer.
Ved kemisk at opbygge alderen biomolekyler som proteiner og arbejde for at identificere ‘vippepunktet’ af, når slid-og-tær uopretteligt hindrer funktionen af kromatin og andre komplekse cellulære komponenter, håber teamet at styrke fremtidige generationer af farmaceuter for at gøre mere effektiv anti- aldringsbehandlinger.