Bolehkah mensasarkan enzim ini melambatkan penuaan dan penyakit yang berkaitan?
Menyelidiki enzim yang menghentikan sel dari membelah dapat menjadi jalan yang bermanfaat untuk penyelidikan bagaimana memperlambat penuaan dan merawat penyakit yang berkaitan dengan penuaan.
Ini adalah kesimpulan bahawa para penyelidik di Universiti Kobe di Jepun sampai setelah mempelajari enzim D-amino acid oxidase (DAO) dan peranannya dalam sel.
DAO memetabolismekan asid D-amino, yang, tidak seperti sepupu gambar cermin mereka, asam L-amino, hanya mempunyai sedikit kehadiran dalam biologi mamalia.
Atas sebab ini, sehingga kajian baru-baru ini, para saintis tidak banyak mengetahui tentang kesan DAO dalam badan.
Penemuan baru menunjukkan bahawa, dalam proses metabolisme asid D-amino, DAO menghasilkan spesies oksigen reaktif (ROS), yang merupakan sekumpulan molekul tidak stabil yang menyebabkan tekanan sel.
Tekanan seperti kerosakan DNA dan ROS mendorong sel menjadi penuaan, keadaan yang tidak dapat dipulihkan di mana mereka tidak lagi dapat meniru.
Penemuan ini menemui mekanisme molekul yang telah hilang dalam kajian sebelumnya yang mengaitkan ROS dengan penuaan sel dan penuaan.
ROS dan penuaan sel
ROS adalah pemain penting dalam biologi penuaan dan banyak penyakit yang cenderung meningkat seiring bertambahnya usia, seperti Parkinson, Alzheimer, diabetes, dan banyak barah.
Kajian baru-baru ini menambah pemahaman yang semakin meningkat mengenai peranan sel-sel penuaan dalam hubungan ini.
Memasuki keadaan yang tidak dapat dipulihkan di mana ia tidak lagi dapat membelah dan berkembang biak tidak semestinya mengurangkan keupayaan sel untuk perubahan dan pengaruh.
Penyelidikan awal menunjukkan bahawa kesan utama penuaan sel terhadap biologi manusia melibatkan perlindungan terhadap barah. Terhad pada keadaan senescent, sel-sel dengan DNA yang rosak tidak dapat membiak dan menimbulkan tumor.
Namun, sejak itu, penelitian menunjukkan bahwa sel-sel penuaan aktif dalam pembaikan tisu, penyembuhan luka, perkembangan embrio, dan penuaan.
Fokus utama penyelidikan berterusan adalah pada pelbagai tekanan yang boleh memicu sel memasuki keadaan tidak dapat dipulihkan.
Di samping itu, terdapat banyak pengetahuan tentang bagaimana perubahan dan penyakit biologi yang berkaitan dengan penuaan melibatkan ROS dan penuaan.
Menggali peranan DAO
Dalam karya sebelumnya, para penyelidik Universiti Kobe telah mengetahui bahawa penuaan memicu molekul penekan tumor p53 dan bahawa ini mengaktifkan gen untuk DAO.
Namun, "kajian itu tidak sepenuhnya mengkaji hubungan langsung antara DAO dan penuaan," kata mereka.
Dalam penyelidikan mereka yang lebih baru-baru ini, para penyelidik membujuk sel-sel barah menjadi penuaan dengan mendedahkannya pada tahap rendah "ubat antikanker yang mendorong rehat DNA untai ganda."
Namun, mereka mendapati bahawa mengurangkan aktiviti DAO, baik dengan ubat-ubatan atau dengan membungkam gennya, mengurangkan penuaan dan pengeluaran ROS.
Dalam eksperimen lain, mereka menggunakan mutan DAO yang menghentikannya berperilaku seperti enzim. Versi DAO ini, bagaimanapun, tidak menghasilkan ROS atau mempromosikan penuaan.
Pasukan menunjukkan bahawa ini membuktikan bahawa ini adalah kemampuan DAO sebagai enzim untuk membuat ROS yang memungkinkannya untuk mempromosikan penuaan dalam sel.
Dalam eksperimen selanjutnya, para saintis menemui jalan lain yang membantu DAO untuk mempromosikan penuaan yang dipicu oleh kerosakan DNA.
Faktor utama adalah gen transporter SLC52A1, yang membantu meningkatkan tahap koenzim flavin adenine dinucleotide (FAD).
DAO memerlukan bekalan FAD, dan SLC52A1 memastikan bekalan ini dengan meningkatkan ketersediaan vitamin B-2, ramuan FAD.
Para penyelidik berhati-hati mengenai implikasi penemuan mereka. ROS tidak selalu orang jahat: Mereka juga boleh memberi manfaat kepada kesihatan. Sebagai contoh, tahap ROS yang rendah dapat memanjangkan jangka hayat, dan sistem imun memerlukannya untuk melawan jangkitan.
Mungkin pengeluaran ROS yang berlebihan menyebabkan masalah dan memberi keseimbangan terhadap tekanan sel, penyakit, dan penuaan. Dalam hal ini, kajian mengenal pasti peranan DAO yang sebelumnya tidak diketahui.
Para penyelidik menyimpulkan:
"Hasil kami jelas menunjukkan fungsi baru DAO sebagai pendorong penuaan akibat kerusakan DNA, yang dapat memberikan pandangan baru mengenai peranan asam amino [D] -amino dalam pelbagai proses fisiologi dan patologi termasuk penuaan, barah, dan penuaan."
