Внутри каждой клетки есть станции переработки отходов — лизосомы. Чтобы переварить мусор, им нужна кислая среда, а кислоту закачивает молекулярный насос V-АТФаза. С возрастом этот насос работает всё слабее, и лизосомы перестают справляться. Но у бактерий, живущих в кишечнике, есть свой строительный материал — пептидогликан, и, как оказалось, он может служить ключом, который снова запускает насос.
Учёные заметили, что у стареющих червей в кишечнике накапливаются непереваренные бактерии, а у старых мышей падает уровень лизоцима — фермента, который режет клеточную стенку бактерий. Значит, с возрастом в организм поступает меньше пептидогликана. Тогда исследователи добавили очищенный пептидогликан в корм червям и мышам. Результат оказался заметным: черви жили в среднем на 10% дольше, а мыши — на 9,7–11% в зависимости от пола, причём максимальная продолжительность жизни у самцов выросла на 21%. У старых животных улучшилась подвижность, сила хвата и состояние шерсти.
Оказалось, пептидогликан попадает внутрь клеток, находит лизосомы и напрямую связывается с насосом, усиливая его работу. Лизосомы закисляются, и ферменты-измельчители (катепсины) начинают работать активнее. Это подтвердили прямыми измерениями: в клетках, обработанных пептидогликаном, лизосомы светились более кислым цветом. А если насос блокировали ингибитором бафиломицином A1, весь эффект исчезал. У червей с мутацией в одной из субъединиц насоса пептидогликан не продлевал жизнь.
Эта работа впервые показывает, что бактерии не только источник метаболитов или иммунных стимулов, но и поставщики молекул, которые поддерживают внутриклеточную инфраструктуру. Раньше не было известно природной молекулы, способной напрямую активировать V-АТФазу и восстановить закисление лизосом. Теперь такой ключ найден, и он лежит в замке, который мы носим в каждой клетке. Осталось выяснить, какой именно фрагмент пептидогликана самый активный, и проверить, работает ли это у человека. Если да, то бактериальная клеточная стенка может стать основой для добавок, замедляющих старение и поддерживающих лизосомальную функцию при возрастных болезнях.
Пептидогликан — та самая молекула, из которой состоит клеточная стенка бактерий, и именно её распознают наши врождённые иммунные рецепторы, запуская воспаление. Теперь оказалось, что она же может работать как «молекулярный тоник» для лизосом.
Работа опубликована не на arXiv. Здесь её страница, PDF и формализация: проверить можно самим, а не только прочитать наш разбор.