Ученые из Университета штата Пенсильвания выяснили, почему в человеческих клетках накапливаются бесполезные белки. Оказалось, что некоторые молекулы сворачиваются с ошибками, но маскируются под нормальные, из-за чего они не уничтожаются организмом и заставляют его стареть быстрее. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications.
Белки выполняют большинство задач в организме, и для правильной работы они должны принимать строгую трехмерную форму. Иногда при их создании возникает топологический узел: нить аминокислот продевается в собственную петлю. С помощью компьютерного моделирования биологи выяснили, что клетка обычно замечает такие ошибки, помечает их белком-меткой убиквитином и отправляет неправильные молекулы на переработку — вероятность их уничтожения составляет 93%.
Однако часть дефектных молекул избегает разрушения. Ранее ученые считали, что такие молекулы слипаются, что приводит к развитию нейродегенеративных заболеваний. Однако оказалось, что молекулы могут оставаться в клетке поодиночке, просто не принося пользы. Они сворачиваются с ошибками, но сохраняют свою форму, настолько близкую к нормальной, что система контроля качества их не распознает. По оценкам исследователей, около трети всех глобулярных белков (например, гемоглобин или инсулин) в организме существуют именно в таком состоянии: они остаются растворимыми, не слипаются друг с другом, но и не выполняют свою работу.
«Накопление таких состояний почти наверняка снижает эффективность клеточных процессов, поскольку белки теряют свои естественные функции», — отметил соавтор исследования Эдвард О'Брайен. Ученые предполагают, что эти дефектные молекулы могут способствовать старению и быть причиной многих болезней, природа которых пока остается загадкой для медицины.
Ранее ученые назвали факторы, которые быстрее всего «старят» мозг.