Учёные связали метаболизм клеток с эпигенетикой сердца и старением

Исследователи из Мангеймского университета Гейдельберга показали, что клеточный метаболизм напрямую влияет на эпигенетические программы, определяющие здоровье сердца, старение и развитие заболеваний. Метаболические промежуточные продукты регулируют работу ферментов, которые через изменения в хроматине (например, ацетилирование или метилирование) контролируют экспрессию генов. Таким образом, метаболическое состояние клеток связано с их функциями и состоянием органов. Результаты опубликованы в журнале Nature Metabolism.

Ключевую роль играет белок ламин A/C, структурный компонент ядерной оболочки, участвующий в организации хроматина и репарации ДНК. Мутации в гене LMNA, кодирующем ламин A/C, вызывают заболевания мышц и сердца и могут ускорять процесс старения. Учёные выяснили, что ламин A/C связывает метаболизм цистеина с трёхмерной структурой генома и ацетилированием гистонов. Потеря ламина A/C нарушает обмен цистеина, повышает уровень ацетил-КоА и вызывает чрезмерное ацетилирование гистонов, что мешает нормальной дифференциации сердечно-сосудистых клеток и снижает функцию сердца.

Эти изменения можно частично обратить, замедляя метаболизм цистеина, например, снижением активности ферментов CTH и CBS или дефицитом метионина, что уменьшает синтез цистеина. Напротив, мутации ламина A/C нарушают стабильность генома и ускоряют старение клеток, но восстановление метаболизма цистеина нормализует дифференцировку клеток сердца, улучшает репарацию ДНК и замедляет старение.

Результаты исследования показывают, что метаболизм можно использовать для влияния на эпигенетические программы и здоровье на протяжении жизни, открывая перспективы для терапии сердечно-сосудистых заболеваний и стратегий питания.

Читайте также: