Холод активує метаболічну мережу BH2, що подовжує життя нематод
Дослідження виявило метаболічну мережу BH2, яку холод активує у нематод і яка пов’язана з довголіттям та протеостазом.
Помірне охолодження активує у нематод Caenorhabditis elegans метаболічну мережу за участю дигідробіоптерину BH2, яка сприяє довголіттю та підтриманню протеостазу — системи контролю якості білків. Як повідомляє Nature, дослідники встановили, що синтез BH2 у м’язах і подальше перетворення цієї сполуки на біоактивний кофактор BH4 у віддалених тканинах пов’язані з ефектами холоду.
Науковці вирощували червів за 20 °C до дорослого віку, а потім утримували їх за 15 °C, 20 °C або 25 °C. Метаболомний аналіз на п’ятий день дорослого життя виявив 64 метаболіти, рівень яких за 15 °C був істотно вищим, ніж за обох інших температур. В окремому експерименті підтвердили 45 таких метаболітів, серед яких BH2 був одним із найбільш виражено підвищених.
Роль BH2 і BH4
За даними роботи, холод підвищував рівень BH2 від першого дня дорослого віку, і ця різниця зберігалася щонайменше до десятого дня порівняно з тваринами того самого віку за 20 °C. Автори також зафіксували посилення вироблення ферменту CAT-4 — аналога людського GCH1, який запускає синтез BH2.
BH2 сам по собі є неактивним проміжним метаболітом, але може перетворюватися на BH4. BH4 необхідний як кофактор для роботи кількох ферментів. Пригнічення активності cat-4 після розвитку тварин зменшувало подовження життя, спричинене холодом, але не мало статистично значущого впливу на тривалість життя за 20 °C або 25 °C. Подібний результат дало пригнічення гена dhfr-1, потрібного для перетворення BH2 на BH4.
Сигнал із м’язів
У стандартних температурних умовах CAT-4 переважно виявляли у передній частині кишечника нематод. Водночас за 15 °C експресія цього ферменту різко посилювалася у м’язових клітинах. Тканинно-специфічне пригнічення cat-4 саме в м’язах скорочувало тривалість життя червів у холоді, тоді як аналогічне втручання у кишечнику, нейронах, епідермісі або зародковій лінії такого ефекту не показало.
Дослідники дійшли висновку, що BH2, вироблений у м’язах, може діяти як системний метаболічний сигнал між тканинами. У роботі також зазначено, що цю мережу використали для відтворення переваг для довголіття й протеостазу за нормальних та підвищених температур у C. elegans і людських клітинах.
