„Jak se dnes daří tvému proteomu?“

Stárnutí obvykle považujeme za jakési všeobecné chátrání a zhoršování funkce orgánů a buněk. Je ale jasné, že každý orgán stárne jinak rychle a u každého z nás v jiném pořadí. Dosud byla znalost úrovně stárnutí zdravých tkání omezena na změny několika „vzorových“ proteinů, např. na radikálová poškození kolagenu, hemoglobinu apod., nebo tkáňového působení hormonů a neuropřenašečů (PMID: 4337355).

Studie publikovaná v novém časopisu „Cell systems“ (www.cell.com/cell-systems/abstract/S2405-4712(15)00110-6) poskytuje první komplexnější pohled na to, jak se mění desítky a stovky buněčných proteinů ve dvou funkčně vzdálených orgánech – v játrech a v mozku. U mladých potkanů (6 měsíců) a starých (24 měsíců) použili autoři kombinace technik genomiky (genetické informace buněk daného orgánu) a proteomiky (souboru proteinů, které jsou podle této informace vytvářeny). To jim umožnilo současně analyzovat a porovnat řetězce (transkriptomy) tvorby a funkčního stavu celé řady bílkovin v játrech a mozku: exprese (stupeň aktivace) genů, transkripce (přepisu informace z DNA do RNA a množství poslíčkové mRNA) a translace (vlastní výroby a objemu buněčných proteinů). Výrobní seznam studovaných bílkovin se sice v obou orgánech s různou funkcí liší, ale během stárnutí se příliš nemění. Naproti tomu identifikovali 468 rozdílů v množství proteinů mezi mladými a starými zvířaty.

Další soubor 130 proteinů ukázal změny kvalitativní, které byly výraznější v mozku než v játrech. S věkem vznikaly hlavně v mozku častěji jiné formy téže bílkoviny (tzv. alternativní sestřih genu), které byly nezřídka funkčně horší a podléhaly neochotně i regulačním fosforylačním procesům. Jaterní buňky měly ve stáří stále dostatek těch bílkovin, které jsou nutné pro metabolické cykly, např. mitochondriální spřažené dýchací cykly nebo oxidace mastných kyselin, což je jejich primární úloha. Proč? Zřejmě díky dobré regeneraci a časté obnově celých buněk jaterního parenchymu. Naproti tomu „informační“ proteiny v neuronech, které pracují na svých místech po celý život, např. iontové kanály, vykazovaly značnou míru poškození, a tedy i sníženou elektrickou a biochemickou aktivitu. Zde je zřejmě ona příčina zhoršujících se mozkových funkcí, jako je paměť a nervová plasticita. Jeden z autorů, Martin Hetzer ze Salkova Institutu v La Jolla v Kalifornii, shrnul: „Na základě našich zjištění bychom mohli definovat stárnutí jako zhoršení buněčného proteomu, který je typický pro příslušný orgán.“