Человечество давно начало поиск эликсира молодости. Время от времени в новостях мелькают сообщения о тех или иных молекулах, которые, по мнению учёных, могут существенно продлить жизнь. Понятно, что дело ограничивается опытами на животных. Вообще, конечно, интересно, каков должен быть дизайн клинических испытаний эликсира молодости на людях и какой этический комитет согласится дать разрешение на их проведение… Но это было лирическое отступление.

С мухами-дрозофилами всё просто: душИ их не душИ, а если мусорку летом не вынес вовремя — легко можно наблюдать, как на потолке начинается самозарождение.

Но обо всём по порядку.

Соли лития давно привлекают внимание исследователей. Показано, что в небольших концентрациях они не только способствуют нормализации состояния при биполярном аффективном расстройстве (это так политкорректно теперь называется маниакально-депрессивный психоз) [1], предотвращают гибель нервных клеток в культуре, т.е. проявляют нейропротективный эффект, но и защищают от стресса, вызванного теми или иными неблагоприятными факторами окружающей среды. Последний эффект наблюдали на ещё одном известном животном, служащем моделью для множества биологических исследований — черве Caenorhabditis elegans [2]. Оказалось, что небольшие дозы солей лития продлевают этим червям жизнь. И понеслась!

Недавнее исследование показало, что такой же эффект соли лития оказывают и на плодовых мушек – медиана выживаемости повышается на 16 % при концентрации лития в корме до 10 ммоль/л.

Собственно говоря, интересен не сам факт повышения продолжительности жизни, которое, честно сказать, выглядит не шибко внушительным, сколько причины влияния такого м-а-а-а-ленького катиончика на жизнь плодовой мушки.

Ионы лития продлевают жизнь вне зависимости от пола и генетических особенностей насекомых, а также не влияют на плодовитость и подвижность (в тех концентрациях, в которых они оказывают позитивное влияние на долголетие, точнее, долгодневие насекомых). Эффект, правда не такой сильный, проявляется и в случае, если литий вводили в корм либо только на начальных стадиях жизненного цикла, либо только в зрелом возрасте.

Интересны механизмы влияния лития на продолжительность жизни плодовых мушек.

Известно, что литий блокирует фермент GSK-3 – киназу гликогенсинтазы 3.

 О гликогенсинтазе и киназах.

Гликогенсинтаза – это фермент, принимающий участие в синтезе гликогена путём наращивания его полисахаридной цепочки присоединением молекул глюкозы.

Киназа – это фермент, присоединяющий к другим белкам (через остатки серина, тирозина и треонина) фосфатные группы. Фосфорилирование существенно изменяет заряд и структуру полипептидной цепочки, а, следовательно, оказывает влияние на функциональную активность. Таким образом, киназы являются важными регуляторами биохимических процессов в организме. GSK-3 фосфорилирует не только гликогенсинтазу, но и около 40 других мишеней.

У мушек есть так называемый ортолог GSK-3, фермент Shaggy. Неудивительно, что ионы лития дозозависимым образом блокируют и его. Более того, блокада Shaggy положительно коррелирует с увеличением продолжительности жизни подопытных насекомых.

В ходе экспериментов выяснилось, что GSK-3/Shgg оказывает своё влияние посредством фактора транскрипции под названием CncC/NRF-2.

О факторах транскрипции

Факторы транскрипции – это белки, которые регулируют транскрипцию генов. В данном случае транскрипционный фактор относится к так называемым лейциновым застёжкам-молниям из-за характерных особенностей своего строения. CncC/NRF-2 активирует транскрипцию ферментов, утилизирующих и выводящих из клетки ксенобиотики, т.е. чужеродные организму вещества (о метаболизме лекарственных средств читайте здесь). Среди активируемых генов есть и те, которые проявляют антиоксидантную активность.

Таким образом, влияние лития на продолжительность жизни можно связать с повышением активности антиоксидантной системы организма мух.

Второе возможное объяснение влияния лития может быть связано с тем, что он в некотором роде имитирует действие другого хорошо известного повышающего продолжительность жизни агента – ограничения диеты. Так, соединения лития дозозависимо уменьшают концентрацию триглицеридов в телах подопытных животных.

Что важного можно почерпнуть из изучения влияния лития на организм плодовых мушек?

Естественно, бежать за литием и жрать его горстями не надо: высокие концентрации опасны для организма и оказывают повреждающее действие на почки. Правда, как оказалось, концентрация ионов лития в питьевой воде отрицательно коррелирует с уровнем самоубийств, но это уже другая история…

Важно на самом деле то, что найдены мишени, а именно GSK-3 и NRF-2, фармакологически воздействуя на которые можно пытаться повысить продолжительность нашей с вами нелёгкой жизни.

Оригинал статьи в открытом доступе: http://www.cell.com/…16%2930297-2

Использованная литература:

1. Машковский М.Д. Лекарственные средства. – М.: Новая Волна, 2012. С. 114.
2. G. McColl, D. W. Killilea, A. E. Hubbard, M. C. Vantipalli, S. Melov, G. J. Lithgow. Pharmacogenetic Analysis of Lithium-induced Delayed Aging in Caenorhabditis elegans// THE JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY. 2008, vol. 283, pp. 350–357.