Новое научное исследование в области пищевых биотехнологий и агронауки раскрыло молекулярный механизм, благодаря которому биологически активные компоненты съедобного гриба тремеллы фукусовидной (Tremella fuciformis Berk) способны замедлять старение. Исследователи Чжиго Чжан и Цзыюэ Ван изучили физиологическое и генетическое воздействие гидроколлоидных фракций этого гриба на модельный организм — круглого червя Caenorhabditis elegans. Результаты работы показали, что грибные препараты существенно увеличивают продолжительность жизни нематод за счет подавления внутреннего окислительного стресса и активации специфического пути клеточной защиты.
В азиатской кулинарии и пищевой промышленности тремелла хорошо известна под названиями «снежный гриб», «серебряное ухо» или «белая аурикулярия». Этот культивируемый представитель базидиомицетов ценится агропромышленным сектором и производителями функционального питания за богатый состав, включающий пищевые белки, незаменимые минералы и уникальные полисахаридные комплексы. Традиционно гриб применялся в диетологии для поддержки дыхательной и пищеварительной систем, а современные лабораторные работы уже подтверждали его антиоксидантную и противоопухолевую активность. Однако точные генетические механизмы, стоящие за способностью тремеллы продлевать жизнь, до сих пор оставались не до конца изученными.
Старение живых организмов сопровождается постепенным снижением физической активности и ослаблением иммунитета из-за нарушения баланса между окислительными процессами и собственной антиоксидантной защитой клеток. Когда скорость выведения активных форм кислорода падает, в тканях накапливаются повреждения, ускоряющие развитие возрастных патологий. Для поиска натуральных соединений, способных нейтрализовать этот процесс, ученые активно используют нематоду Caenorhabditis elegans. Этот организм обладает коротким жизненным циклом, полностью расшифрованным геномом и более чем на 65 процентов совпадает с человеком по генам, связанным с различными заболеваниями.
Долголетие у таких моделей регулируется эволюционно консервативным сигнальным каскадом инсулина и инсулиноподобного фактора роста. Ранее специалисты по нутрициологии уже фиксировали схожую пользу от растительного и аграрного сырья: так, полисахариды женьшеня снижали уровень окислительного стресса, экстракты богатой антоцианами фиолетовой пшеницы увеличивали выживаемость нематод на 10,5 процента, а пептиды из кунжутного жмыха активировали защитный фактор skn-1 без задействования классического гена долголетия daf-16.
Чтобы выделить чистые активные фракции для нового эксперимента, авторы использовали высушенные плодовые тела тремеллы, закупленные в китайском городе Цзинань. Сырье замачивали в теплой воде на 15 минут, измельчали в течение 30 секунд и экстрагировали в дистиллированной воде при температуре 100 градусов по Цельсию на протяжении двух часов. После фильтрации через ткань исследователи получили водорастворимый гидроколлоид (WS-THD). Другую часть фильтрата обработали 75-процентным этанолом, выдержали 12 часов при четырех градусах и подвергли центрифугированию. Осадок сформировал нерастворимую в спирте фракцию (EIS-THD), а надосадочная жидкость позволила выделить спирторастворимую фракцию (ES-THD).
Для точности биологических тестов популяции нематод предварительно синхронизировали по возрасту, выращивая их при 20 градусах на питательном агаре с бактериями Escherichia coli OP50 и отбирая личинки на стадии L4. В течение суток подопытные организмы получали различные концентрации грибных гидроколлоидов. Последующий спектрофотометрический анализ тканей показал заметное укрепление антиоксидантного барьера. При дозировке 15 миллиграммов на миллилитр фракции WS-THD, EIS-THD и ES-THD повышали общую антиоксидантную емкость на 0,05, 0,12 и 0,14 миллимоль на литр соответственно, а также заметно стимулировали активность защитного фермента каталазы.
Прямую оценку внутриклеточного окисления ученые провели с помощью флуоресцентного зонда и высокоточного микроскопа. Нематоды, выращенные на средах с добавлением пяти миллиграммов на миллилитр грибных препаратов, продемонстрировали впечатляющее снижение уровня активных форм кислорода по сравнению с контрольной группой. Для фракций WS-THD, EIS-THD и ES-THD падение этого показателя составило 64,15 процента, 77,05 процента и 78,54 процента соответственно.
Генетический анализ методом количественной ПЦР в реальном времени выявил ключевую особенность действия грибных полисахаридов. Экспрессия классического гена долголетия daf-16 у подопытных червей практически не изменилась, тогда как активность транскрипционного фактора skn-1 резко возросла. В группе, получавшей WS-THD, она увеличилась в 2,89 раза, при применении EIS-THD — в 2,73 раза, а добавление ES-THD обеспечило рост в 3,5 раза. В результате средняя продолжительность жизни нематод выросла на 22,02 процента, 22,22 процента и 29,17 процента для каждой из трех фракций соответственно.
Авторы исследования подчеркивают, что гидроколлоиды тремеллы активируют выработку антиоксидантных ферментов через независимый молекулярный путь фактора skn-1. Помимо выраженной биологической пользы, водорастворимая и спиртонерастворимая фракции обладают превосходной влагоудерживающей способностью, что делает их технологически удобными для пищевой переработки. Хотя результаты, полученные на беспозвоночных моделях, требуют дальнейших клинических испытаний перед переносом на человека, работа закладывает прочную научную основу для глубокой переработки культивируемого снежного гриба и создания новых функциональных продуктов питания, нутрицевтиков и косметических средств.