Niedawno odkryto kolejną domniemaną mutację, która prowadzi do wczesnego starzenia - w genie nsd1. Znanych jest już kilkadziesiąt takich genów. Hipotetycznie blokowanie tych regionów genomu może spowolnić starzenie się i przedłużyć życie. Ale ingerencja w genom może prowadzić do innych - nieprzyjemnych konsekwencji. Jednak to nie powstrzymuje naukowców. Eksperymenty nad unieczynnieniem starzejących się genów są obecnie przeprowadzane w kilku laboratoriach jednocześnie. Co z tego wynika.
Młodzi starzy ludzie
Pierwsza publikacja na temat domniemanego genu starzenia pojawiła się w 1996 roku w czasopiśmie Science. Jej autorzy, naukowcy z Japonii i USA, badali osoby z zespołem Wernera - w tej chorobie organizm zużywa się dwa razy szybciej niż zwykle, a czterdziestoletnia osoba wygląda na osiemdziesiątkę. Naukowcy zwrócili uwagę na mutację w genie WRN zlokalizowanym na ósmym chromosomie. Założono, że z jej powodu niektóre ważne procesy w organizmie zostają zakłócone, a to przyspiesza starzenie.
Kilka lat później przypuszczenie zostało częściowo potwierdzone. Tylko ci, którzy mają dwie kopie zmutowanego genu WRN, naprawdę cierpią na zespół Wernera. Jednak trudno go uznać za starzejący się gen w dosłownym sensie: jest on mediatorem, który wpływa na inne części DNA.
Dzieje się tak, ponieważ WRN tworzy białko, które zachowuje strukturę i integralność ludzkiego DNA. Każda z jego wad (a są one nieuniknione, jeśli występuje mutacja w tym genie) zmieniają mechanizmy replikacji i odbudowy uszkodzonej cząsteczki. To z kolei wpływa na pracę innych regionów genomu, w tym związanych ze starzeniem się.
Starsze niż jego lata
Film promocyjny:
Podejrzewano gen receptora melanokortyny typu I (MC1R), niedawno odkryty przez naukowców z Holandii, Wielkiej Brytanii i Chin. Skorelowali genomy 2693 starszych osób z zewnętrznymi objawami wieku odzwierciedlonymi na ich zdjęciach.
Po przeanalizowaniu ponad ośmiu milionów polimorfizmów pojedynczych nukleotydów - różnic w sekwencji DNA o wielkości tylko jednego nukleotydu, ustalono, że te w genie MC1R są związane z zewnętrznymi oznakami starzenia. Zatem osoby z dwiema kopiami zmutowanego wariantu MC1R wyglądają średnio na dwa lata starsze niż ich rzeczywisty wiek.
Wydaje się, że dwa lata to trochę. Jeśli jednak nosiciele mutacji palą, zbyt często odwiedzają solarium i nie prowadzą najzdrowszego trybu życia, to zwiększa się przepaść między wiekiem pozornym a rzeczywistym - ostrzegają autorzy badania.
Zmutowany wariant genu nsd1 działa w podobny sposób. Według kanadyjskich i brytyjskich naukowców ci, którzy otrzymali kopię od każdego z rodziców, starzeją się szybciej niż ich rówieśnicy.
Zaraźliwe starzenie się
Gen CD36, odkryty w zeszłym roku przez amerykańskich genetyków, również odgrywa znaczącą rolę w procesie starzenia. Najwyraźniej odpowiada za zatrzymanie podziału komórki, co sygnalizuje jej rychłą śmierć.
Badając starzejące się komórki, naukowcy zauważyli niezwykłą aktywność CD36. Aby zbadać to bardziej szczegółowo, przeprowadziliśmy dwa eksperymenty. W pierwszej 15 procent młodych zdrowych komórek w hodowli zostało zmodyfikowanych, aby gen CD36 działał wydajniej. W rezultacie przestały się dzielić i wykazywały wyraźne oznaki starzenia. Co więcej, inne komórki w hodowli z normalnym genem zostały tym zakażone.
W drugim eksperymencie genetycy przez pewien czas utrzymywali hodowlę starzejących się komórek w pożywce, a następnie umieszczali na jej miejscu młodsze komórki. Ci z kolei nagle przestali się dzielić, jakby przejmując cechy dawnych „lokatorów”. Potwierdzają to eksperymenty na fibroblastach skóry i płuc. Ale dlaczego tak się dzieje, nie jest jasne, przyznają autorzy badania.
Gen wyłączył się, młodość się wydłużyła
Szwajcarscy naukowcy eksperymentują z genem PUM2. W młodych komórkach wytwarzane przez nie białko jest niezbędne do syntezy peptydów. Ale u osób starszych staje się poważną przeszkodą: jej cząsteczki splątają się i uniemożliwiają RNA przekazywanie instrukcji z jądra do tych części komórki, w których gromadzone są białka.
Zatem jedną z „ofiar” PUM2 jest substancja MFF, która jest ważna dla wykorzystania uszkodzonych mitochondriów. Faktem jest, że zawartość tych komórkowych stacji energetycznych, z wyjątkiem ATP i produktów odpadowych, nigdy nie przekracza swoich granic. Kiedy mitochondria ulegają zużyciu, powstają w nich rodzaj dziur, przez które agresywne cząsteczki przedostają się do cytoplazmy komórki, uszkadzając DNA komórki i powodując przerwy w jej pracy. Młode komórki radzą sobie z takimi wypadkami dzięki MFF, rozszczepianiu mitochondriów na kawałki i trawieniu uszkodzonych fragmentów. W starszych komórkach zapobiega temu PUM2. W rezultacie komórki szybciej się starzeją i umierają.
Jeśli PUM2 zostanie na czas wyłączony lub odcięty od DNA, starzenie się spowolni - zasugerowali i zablokowali ten gen u nicieni. Mitochondria we wszystkich komórkach stały się młodsze, a zwierzęta żyły znacznie dłużej niż ich niezmodyfikowane odpowiedniki. Ale w przypadku myszy ta technika nie była tak skuteczna. Mitochondria stały się młodsze tylko w komórkach jelit.
Następnym krokiem są eksperymenty z kulturami komórek ludzkich. Naukowcy mają nadzieję znaleźć bezpieczniejszy sposób na zmniejszenie ilości białka wytwarzanego przez PUM2 bez edycji genomu.
Alfiya Enikeeva