Сокращение потребления одной аминокислоты, называемой метионином, которую мы получаем из пищи, может помочь защитить от болезней и способствовать здоровому старению. Теперь ученые разработали первый в мире метод изучения эффектов этого важнейшего соединения.
Аминокислоты являются основными строительными блоками белков, и 20 из них играют жизненно важную роль в ряде функций человеческого организма. Девять из них называются «незаменимыми» аминокислотами, поскольку организм не может производить их самостоятельно и должен получать их через пищу. Это гистидин, изолейцин, лейцин, лизин, метионин, фенилаланин, треонин, триптофан и валин.
Новое исследование ученых из Вильнюсского университета (VU) в Литве сосредоточилось на одном из них, метионине, подчеркивая потенциальные преимущества его ограничения в качестве стратегии борьбы со старением и болезнями. Чтобы добиться этого, ученые разработали первый в мире метод изучения важной аминокислоты.
Представьте себе метионин как кубик Lego. Это отправная точка для создания белков, необходимых вашему организму для роста, восстановления и функционирования. И это отправная точка для создания химического вещества под названием SAM (S-аденозилметионин), «молекулярного тегера», который добавляет метильные группы к ДНК, белкам и жирам, чтобы контролировать работу ваших генов, работу вашего мозга и то, как ваш организм обрабатывает жир и энергию. Метилирование играет решающую роль в процессе старения и развитии таких заболеваний, как рак.
Метионин содержится в продуктах животного и растительного происхождения в разных количествах. Красное и белое мясо, рыба, моллюски, яйца и некоторые орехи (в частности, бразильские орехи) содержат много незаменимой аминокислоты. Фрукты и овощи, как правило, содержат меньше метионина. Тофу и молочные продукты занимают промежуточное положение между ними. Таким образом, веганская или растительная диета обеспечит меньшее количество диетического метионина. Однако, как и в большинстве случаев в жизни, важно соблюдать баланс. Если в вашем организме слишком мало метионина, ему может быть трудно расти и восстанавливать ткани должным образом. Слишком много метионина связано с такими проблемами со здоровьем, как болезни сердца, воспаления, нейродегенеративные заболевания и некоторые виды рака, особенно если он нарушает паттерны метилирования. Что аккуратно приводит к исследованию, которое ученые VU провели в 2024 году.
Метионин — незаменимая аминокислота, то есть организм не может ее синтезировать и должен получать ее из пищевых источников. Оригинальное изменение фотографий с помощью GenAI.
Они хотели создать точный способ изучения того, как клетки используют метилирование для регулирования ДНК, без необходимости лишать клетки необходимого метионина. Поэтому они спроектировали версию мышиного фермента (MAT2A), который помогает производить SAM. Однако вместо обычной версии они спроектировали фермент для принятия синтетической версии метионина, известной как N3-Met. Не вдаваясь в слишком тяжелую химию, этот синтетический метионин был превращен в особую молекулу (Ado-6-азид), которая несет «метку», которую можно обнаружить в клетках. Это позволило ученым отслеживать, где происходит метилирование. Они также соединили сконструированный фермент MAT2A с другим ферментом, DNMT1, который естественным образом метит ДНК, обеспечивая систему «метки и отслеживания» в живых клетках. Ученые обнаружили, что они могут отслеживать паттерны метилирования в режиме реального времени и картировать их по всему геному.
Эта первая в мире методика предлагает минимально инвазивный, точный инструмент для изучения того, как клетки регулируют экспрессию генов, что может помочь ученым глубже понять старение и рак. Предыдущие исследования показали, что сокращение потребления метионина может существенно повлиять на старение различных организмов. Например, исследование 2013 года показало, что ограничение диетического метионина на 80% у грызунов замедлило прогрессирование возрастных заболеваний и увеличило продолжительность жизни. А связь между раком и метионином была известна с середины 1970-х годов, и исследования показали, что раковым клеткам требуется больше метионина из внешних источников, чем здоровым клеткам.
Теперь, когда ученые VU создали средства для этого, они открыли дверь для изучения других типов метилирования, например, в РНК или белках, в разных типах клеток и, возможно, в целых организмах. В настоящее время они изучают эффект ограничения пищевого метионина как потенциальную стратегию борьбы со старением и снижения риска рака.
Исследование было опубликовано в журнале Американского химического общества .
