Důvod, proč stárnou buňky kvasinek, je zřejmý. Jejich „elixír mládí“ – bílkovina sirtuin Sir2 – nestíhá všechno. Sirtuin má za úkol hlídat správné vyladění genů a udržovat jejich činnost v optimálních obrátkách. Plní funkci jakéhosi genetického dispečera.

Jak utíká čas, přijde dědičná informace kvasinky tu a tam k nějaké úhoně. Dvojitá šroubovice DNA se trhá. Buňka se snaží ze všech sil vzniklé škody opravit. Na postižené místo posílá v roli opraváře i sirtuin Sir2 a donutí jej opustit místa, odkud lze plnit dispečerské povinnosti. Následky na sebe nenechají dlouho čekat. Kvasinka sice vyspraví poškozenou DNA a zažehná tak jednu z příčin stárnutí, ale zároveň si nechá rozladit jemnou souhru životně důležitých genů. A to je druhá tvář stárnutí. Kvasinka se přestane množit a nakonec hyne. Stáří neunikne. Její sirtuin Sir2 nemůže být všude.

Savci včetně člověka mají ve své dědičné informaci gen pro sirtuin SIRT1, který se nápadně podobá genu Sir2 kvasinek. Plní tato molekula v savčích buňkách stejné úkoly jako v kvasince? Stárneme proto, že náš sirtuin SIRT1 „nestíhá“?  Tým americký biologů vedený Davidem Sinclairem z Harvard Medical School v Bostonu došel k závěru, že sirtuin představuje Achillovu patu v boji se stářím i u laboratorních myší.

Sinclair sledoval osudy proteinu SIRT1 v myších buňkách. V mladých buňkách myšího embrya se SIRT1 „potlouká“ v těsné blízkosti dvojité šroubovice DNA. Ve zvláštní oblibě má ty úseky, jejichž geny jsou uspány. Sinclair z toho usoudil, že podobně jako u kvasinek plní sirtuin i v savčích buňkách úlohu genetického dispečera.

Na stará kolena zběhl ze stanoviště
A jak se mění jeho role s postupujícím stářím? Sinclair navodil v myších buňkách proces stárnutí tím, že je vystavil účinkům peroxidu vodíku. Peroxid působí na buňky podobně jako zplodiny metabolismu stárnoucí buňky. Poškozuje celou řadu životně důležitých molekul včetně dvojité šroubovice DNA.

Myší sirtuin SIRT1 reaguje na poškození buněk peroxidem razantně. Během jediné hodiny opustí až 90 procent sirtuinových molekul svá „dispečerská stanoviště“ a pospíchají na poškozené úseky DNA, aby je opravily. Zatímco sirtuin SIRT1 plní opravářské povinnosti, opuštěné úseky DNA se vymykají kontrole. Geny, jejichž činnost může závažným způsobem narušit životní pochody uvnitř buňky, se probouzejí „ze spánku“ a pouštějí se do práce.

Když se Sinclair a jeho kolegové podívali do nervových buněk v mozku starých myší, zjistili totéž. DNA je už na mnoha místech poškozená a molekuly sirtuinu intenzivně pracují na její správce. Původní „vyladění“ genů tak bere za své. V mozku se zato probouzejí k činnosti geny, které tu rozhodně nemají co na práci a mohou napáchat jen škody. Sinclair přistihl v mozku starých myší v činnosti geny, jejichž aktivita je typická pro úplně jiné typy tkání, například pro játra. Studii Sinclairova týmu zveřejnil časopis Cell.

 „Narušená rovnováha v aktivitě genů může závažným způsobem poškodit mozek. Přispívá k celé řadě problémů typických pro vysoký věk, například ke vzniku demence,“ říká David Sinclair v rozhovoru pro vědecký týdeník Science. V dalších experimentech se Sinclair pokouší nedostatek sirtuinu ve stárnoucích buňkách kompenzovat. Doufá, že se mu povede zastavit proces stárnutí.

V jedné studii prokázal, že myši, které vystavil silné radiaci a zároveň jim podíval sirtuin SIRT1, přežívaly výrazně déle než ozářené myši, jimž vědci porci sirtuinu odpírali. Sinclair předpokládá, že zvýšené množství sirtuinu v buňkách dovolí těmto molekulám plnit zároveň dispečerské i opravářské funkce.