Исследователи сообщают, что белок, который, как известно, важен для синтеза белка, также неожиданным образом влияет на регенерацию и рост мышц. По словам исследователей, открытие, опубликованное в Журнале клинических исследований, может однажды привести к новым методам лечения расстройств, которые приводят к мышечной слабости и потере мышечной массы.
Ученые долгое время изучали лейцин-тРНК-синтетазы, или LRS, на предмет их роли в синтезе белка, сказал профессор клеточной биологии и биологии развития Университета Иллинойса Джи Чен, руководивший исследованием.
"В последние 5-10 лет ученые начали понимать, что LRS и другие подобные ему белки имеют функции, не зависящие от синтеза белка," Чен сказал. "Ранее моя лаборатория и другие лаборатории обнаружили, что одна из таких функций LRS заключается в том, что она может регулировать рост клеток. Наше новое исследование – первое сообщение о его функции в регенерации мышц."
Чен и ее коллеги использовали культуры клеток млекопитающих и мышей в новом исследовании. Они сравнили скорость восстановления мышц у мышей с нормальным и более низким, чем обычно, уровнем LRS. Они обнаружили, что мыши с более низким уровнем LRS в тканях восстанавливаются после мышечного повреждения намного быстрее, чем их коллеги с нормальным уровнем LRS.
По словам Чена, уменьшение количества белков LRS в клетке на 70% не влияет на синтез белка.
"Но более низкие уровни положительно влияют на регенерацию мышц," она сказала. "Мы видели, что через семь дней после травмы восстановленные мышечные клетки больше, когда LRS ниже."
Хотя невозможно снизить LRS у людей, исследователи искали другой метод, чтобы заблокировать его эффекты.
Чен и ее коллеги далее раскрыли точный молекулярный механизм, с помощью которого LRS влияет на регенерацию мышц. Это заставило их предположить, что нетоксичный ингибитор, который ранее был разработан их сотрудниками в Южной Корее, будет блокировать действие LRS на мышечные клетки, не влияя на его роль в синтезе белка.
"Мы показали, что этот ингибитор работает как в клетках млекопитающих, так и у мышей," Чен сказал. Восстановление мышц происходило быстрее – и регенерированные мышцы были сильнее, когда присутствовал ингибитор.
По мере того, как наука прогрессирует, исследователи все больше понимают многофункциональность белков, которые, как считалось, играют только единственную роль в клетках, сказал Чен.
"Теперь мы понимаем, что «совместное использование белков», когда один белок выполняет в клетке много разных функций, является нормой," она сказала.
Чен и ее коллеги изучают влияние LRS на старых мышей, которые, как правило, восстанавливают свои мышцы медленнее и имеют меньший мышечный тонус, чем молодые мыши.