22. april 2020

Stress-sensor i celler forsinker aldring

Aldring

Cellers aldringsproces er en vekselvirkning mellem cellestress og stressrespons. Det understøtter nye forskningsresultater fra Københavns Universitet. Forskerne har vist, hvordan en i forvejen kendt stress-sensor fungerer, og at en organisme ældes hurtigere, hvis sensoren ikke er til stede.

Caenorhabditis elegans
Den mikroskopiske rundorm Caenorhabditis elegans

Stress er en dobbeltsidet tilstand, som både kan have positive og negative konsekvenser. Kortvarig stress kan gøre dig reaktionsklar og få dig til at præstere bedre. Langvarig stress kan skade helbredet. Det gælder både for mennesker som helhed, men det gælder også helt ned på celleniveau. For at forstå aldring er det derfor også vigtigt at forstå, hvordan cellestress fungerer.

Forskere fra Center for Sund Aldring på Det Sundhedsvidenskabelige Fakultet, Københavns Universitet, har gennem flere år haft en hypotese om, at en vekselvirkning mellem cellestress og cellernes egen respons på denne spiller en rolle i aldringsprocessen: Stress fremskynder aldring, mens cellernes stressrespons forsinker den.

Ved at udsætte mikroskopiske orme for stress i laboratoriet har de nu påvist, hvordan en bestemt sensor registrerer cellestress og alarmerer organismen om, at der er noget, der ikke fungerer, som det skal. Uden den specifikke sensor ældes ormene hurtigere.

”Vi har undersøgt en bestemt type cellestress, som beskadiger ribosomerne. Ribosomerne laver alle cellens proteiner, så hvis de ikke fungerer, så kan cellen heller ikke fungere. Når en celle opdager, at den har et problem med at producere proteiner, starter den et stressrespons. Indtil nu har vi bare ikke vidst, hvordan det her respons fungerede, eller om det var vigtigt for organismen som helhed, fordi det kun er blevet undersøgt i cellekulturer og ikke på hele organismer,” siger professor Simon Bekker-Jensen fra Center for Sund Aldring.

Slukket sensor giver hurtigere aldring

I laboratoriet har forskerne laver forsøg med to forskellige udgaver af den mikroskopiske orm, Caenorhabditis elegans. En, hvor sensoren ZAKa var naturligt til stede, og en, hvor samme sensor blev slukket. Ved at udsætte ormene for stress i form af øgede temperaturer, kunne de studere forskellene i deres stressrespons. De orme, hvor sensoren var slukket, levede kortere.

”Vi kan altså konkludere, at den her sensor spiller en vigtig rolle i aldringsprocessen for en hel organisme. I vores studie kan vi også se, at sensoren ikke har en fænotype. Der er altså ikke forskel på ormene med og uden sensor – lige indtil vi udsætter dem for stress i form af temperaturstigning. Vi ved endnu ikke, hvilken naturlig stresspåvirkning sensoren er udviklet til at reagere på,” siger PhD-studerende og førsteforfatter på studiet, Anna Constance Vind.

Opdagelsen er en af mange puslespilsbrikker i forståelsen af den helt grundlæggende biologi. Og selvom det måske kan virke som om, der er langt mellem mikroskopiske orme og mennesker, så er mange af de basale byggesten de samme. Derfor er der også meget viden om menneskelig aldring at hente i studiet af cellestress i orme.

Den evolutionære funktion

Den undersøgte sensor har været kendt i mange år. Det skyldes blandt andet, at det er netop dén sensor, der bliver aktiveret, når cellerne bliver angrebet af ricin. Ricin er et giftigt protein, der produceres af castorbønner fra kristpalmen, og som har været brugt i terrorforsøg og attentater. Men fordi cellerne ikke bliver naturligt udsat for ricin i deres levetid, er sensorens evolutionære funktion formentlig en anden.

”Vi vil gerne finde ud af, hvornår og hvorfor den her sensor bliver aktiveret naturligt i løbet af en organismes levetid. Både ricinforgiftning og vores laboratorieskabte stress er kunstige påvirkninger, som ikke kan være årsagen til, at cellerne har den her sensor,” siger Simon Bekker-Jensen.

Derfor er næste skridt for forskerne todelt. Ét mål er at finde ud af, hvornår sensoren bliver naturligt aktiveret. Det andet mål er at undersøge, om sensoren har samme funktion og vigtighed i større organismer. I første omgang er forskerne i fuld gang med at lave samme forsøg på mus – en organisme som kommer noget tættere på mennesker end de mikroskopiske orme.

Studiet “ZAKa Recognizes Stalled Ribosomes through Partially Redundant Sensor Domains” er publiceret i tidsskriftet Molecular Cell og støttet af Lundbeckfonden.

Kontakt:
Professor Simon Bekker-Jensen
+45 20 20 49 93
sbj@sund.ku.dk

Pressemedarbejder Amanda Nybroe Rohde
+45 23 64 94 25
amanda.rohde@sund.ku.dk