Azot monoksid : Maleni molekul za duži život

Azot -monoksid, svestran gas koji može pospešiti prokrvljenost tela, takođe prenosi i nervne signale te reguliše imunološki sistem, očito obavlja još dosad neotkrivenih bioloških podviga - produžava život organizma i jača ga protiv stresa iz okoline, pokazuje novo istraživanje.

Dusikov-monoksid


Azot - monoksid

Studija otkriva da vrsta gliste koju zovemo Caenorhabditis elegans ( ili informalno " crv " ), koja se često koristi u laboratorijskim istraživanjima starenja, živi znatno duže kada se hrani bakterijama koje proizvode azot monoksid. Uzbudljiva posmatranja ukazuju na jedan od mehanizama u kojima mikrobiologiji, odnosno bilijuni mikroba stanica koji nastanjuju naša tela, može imati važnu ulogu za naše zdravlje.

Nivo azota monoksida u našem telu smanjuje se s godinama, prema tome manjak azota monoksida bi mogao doprineti starenju, objašnjava dr Evgenij Nudler, voditelj istraživanja i profesor biohemije s Medicinskog centra Langone, Univerziteta Njujork. Dodatne bakterije bi mogle pružiti zdrav podsticaj za snabdevanje ljudskih organizama s tim spojem kojeg u starijoj dobi nedostaje.

" Sada nam je poznato da kod gliste C. elegans bakterija može koristiti azot monoksid u svoju korist, ali iu korist domaćina, te bi ista stvar mogla vredeti za ljudska creva ", kaže dr Nudler. Takođe može biti slučaj da bakterijske mikroflore kontrolišu neke od naših gena, ako nijedna druga onda barem crevna bakterijska mikroflora, kako bi zaštitila crevne ćelije od stresa i kako bi umanjile posledice starenja. Bakterijske mikroflore ( ako nisu patogene ) su korisne za organizme koje kolonizuju.

Iako ljudi i mnogi drugi organizmi imaju enzim koji je potreban za proizvodnju azot monoksida, glista C. elegans ga nema. Umesto toga, kako su zaključili dr Nudler i njegov tim u online izdanju časopisa " Cell ", glista C. elegans može " oteti " spoj od bakterije Bacillus subtilis koja živi u tlu, koja ne samo da je njena omiljena hrana već je i česti stanovnik u njenoj utrobi. Ta snalažljivost, kaže dr Nudler, objašnjava zašto gliste C. elegans koje se hrane bakterijom B. subtilis žive oko 50% duže od drugih pripadnika svoje vrste koji se hrane bakterijom Escherichia coli koja ne proizvodi azot monoksid.

U novom istraživanju, prosečni životni vek gliste C. Elegans se je povećao za oko 15%, na oko dve nedelje, kada su je istraživači hranili bakterijom B. subtilis koja proizvodi azot monoksid, u poređenju s glistama C. elegans koje su istraživači hranili mutantom bakterije B. subtilis, kojoj je izbrisan gen za proizvodnju azot- monoksida. Istraživačka grupa je koristila fluorescentne senzore kako bi pokazala da glista C. elegans ne proizvodi azot monoksid. No, kada su se gliste C. elegans hranile normalnom bakterijom B. subtilis, u njenim su se pojavile crevima fluorescentni tragovi.

Fluorescentno označavanje i ostali testovi su pokazali da bakterija B. subtilis proizvodi azot monoksid kad penetrira u tkivo gliste C. elegans, te da se pritom aktivira 65 gena. Neki su i pre bili uključeni u borbu protiv stresa, funkcionisanje imunološkog sistema iu produženje životnog veka, dok su neki geni imali nepoznate funkcije. Što je vrlo važno, istraživači su pokazali da su dva dobro poznata regulaciona proteina neophodna za aktiviranje svih gena.

" Otkrili smo da je azot monoksid gas koji nastaje u bakterijama unutar glista i koji se " razlije " po tkivu te gliste te aktivira vrlo specifičan set gena uz pomoć dva glavna regulatora, proteina HSF - 1 i daf - 16, te je sve to rezultiralo visokom otpornošću na stres i dužim životom ", kaže dr Nudler. " Neverovatno je da tako mala molekula koju proizvodi 1 organizam može dramatično uticati na fiziologiju pa čak i životni vek drugog organizma. "

Dr Nudler se već duže vreme posvećuje funkcijama koje dušikov monoksid obavlja u organizmu. Ranija istraživanja njegova laboratorija su pokazala kako opasni patogeni mogu iskoristiti molekulu tog spoja u borbi protiv antibiotika. U budućnosti njegov se laboratorija planira pobliže zabaviti drugim potencijalnim mehanizmima gde normalna bakterijska mikroflora poboljšava zdravlje i produžuje život. Ta će istraživanja sprovoditi na sistemu gliste C. elegans, jer je on dovoljno otporan, a opet se njime lako manipuliše. Takođe je otkrio da je azot monoksid samo jedna od više korisnih hemijskih spojeva koje proizvodi bakterija B. subitilis, te je dr Nudleru i njegovu timu želja da u budućnosti što bolje istraže korisnost ove bakterije.

Koautori istraživanja su Ivan Gusarov, Laurent Gautier, Olga Smolentseva i Ilia Shamovski s Odsjeka za biohemiju i molekularnu farmakologiju na Univerzitetu Njujork, te Svetlana Eremina i Alekander Mironov iz Istraživačkog instituta za genetiku i odabir industrijskih mikroorganizama u Moskvi, Rusija. Istraživanje je finansirano od strane Nacionalnog instituta za zdravlje, Zaklade za biogerentološka istraživanja i Fondacije Dinastija.

Izvor: Langone Medical Center, Znanost