Dotychczas zidentyfikowano kilkadziesiąt genów, które są wiązane z długowiecznością. Jednym z najlepiej poznanych jest gen MTOR. Reguluje wzrost i podziały komórkowe oraz metabolizm. Nadmierna aktywność szlaku mTOR wiąże się z przyspieszonym starzeniem, podczas gdy jego hamowanie, np. przez leki takie jak rapamycyna, może wydłużać życie.
Gen MTOR (ang. mechanistic target of rapamycin) koduje białko o nazwie mTOR, kluczowy regulator wzrostu komórkowego, metabolizmu i starzenia się. mTOR działa jako centralny regulator, jakby „zawiadowca”, wielu procesów komórkowych. To jedno z najważniejszych białek zaangażowanych w regulację homeostazy komórkowej i organizmu.
Białko mTOR: na co wpływa?
Lista procesów i mechanizmów, na które wpływa białko mTOR jest imponująca:
- Regulacja wzrostu komórek
mTOR monitoruje dostępność składników odżywczych, energii i czynników wzrostu. Gdy warunki są sprzyjające, aktywuje procesy anaboliczne, takie jak synteza białek i lipidów, co wspiera wzrost i proliferację (tj. wzrost) komórek. - Metabolizm i równowaga energetyczna
mTOR odgrywa kluczową rolę w metabolizmie glukozy, tłuszczów i białek. Pomaga komórkom dostosować się do zmieniających się warunków środowiskowych, takich jak brak składników odżywczych. - Starzenie i długość życia
mTOR jest powiązany z procesami starzenia. Nadmierna aktywacja szlaku mTOR przyspiesza starzenie komórkowe i zwiększa ryzyko chorób związanych z wiekiem, takich jak nowotwory, choroby neurodegeneracyjne czy cukrzyca. Z kolei, jak wykazały badania, ograniczenie aktywności mTOR (np. przez dietę ograniczającą kalorie lub działanie rapamycyny) może przedłużyć życie u wielu organizmów. - Autofagia
mTOR hamuje proces autofagii, czyli naturalnego mechanizmu „recyklingu” komórkowego. Gdy zachodzi, usuwane są uszkodzone organelle i białka. Obniżenie aktywności mTOR sprzyja aktywacji autofagii, co jest korzystne dla zdrowia komórek i organizmu. - Odpowiedź na stres
Gen MTOR jest zaangażowany w reakcje na stres środowiskowy, takie jak niedobór tlenu (hipoksja), brak składników odżywczych czy uszkodzenie DNA. - Rozwój i funkcje układu nerwowego
Szlak mTOR wpływa na neurogenezę, plastyczność synaptyczną oraz funkcje poznawcze. Z kolei jego zaburzenia są związane z chorobami neurologicznymi, takimi jak padaczka, zaburzenia ze spektrum autyzmu czy choroba Alzheimera.
Zaburzenia związane z genem MTOR
Nieprawidłowa aktywacja lub zahamowanie białka mTOR może prowadzić do różnych problemów zdrowotnych. Nadmierna aktywacja mTOR jest często obserwowana w komórkach nowotworowych, gdzie wspiera ich niekontrolowany wzrost. Szlak mTOR wpływa na metabolizm glukozy i wrażliwość na insulinę. Gdy zawodzi sprzyja to rozwojowi insulinooporności i cukrzycy. Dysregulacja mTOR jest wiązana także z chorobą Parkinsona, chorobą Alzheimera i innymi schorzeniami neurodegeneracyjnymi. Warto wspomnieć, że nadmierna aktywność mTOR przyspiesza starzenie i rozwój schorzeń, takich jak miażdżyca czy osteoporoza.
Rapamycyna i gen MTOR
Rapamycyna, lek immunosupresyjny, działa jako inhibitor mTOR. W badaniach wykazano, że hamowanie mTOR przez rapamycynę wydłuża życie u organizmów takich jak drożdże, nicienie czy myszy. Działanie to jest intensywnie badane w kontekście spowolnienia starzenia u ludzi. Podsumowując, gen MTOR jest kluczowym regulatorem procesów życiowych, takich jak wzrost, metabolizm, starzenie i odpowiedź na stres. Zaburzenia jego aktywności mogą prowadzić do poważnych chorób, ale jego modulacja, np. za pomocą leków, może mieć potencjał terapeutyczny, szczególnie w kontekście wydłużania życia i zapobiegania chorobom związanym z wiekiem. Badania na tym polu są obecnie prowadzone w USA.
Geny a długowieczność: obejrzyj wywiad wideo
Polecamy także: Styl życia a starzenie się mózgu. Co mówią nowe badania?