Nieśmiertelność jest cenionym pragnieniem ludzkości. Z naukowego punktu widzenia nie jest to a priori nie do zrealizowania. Pytanie opiera się na mechanizmie starzenia: czy komórki degradują się same, gromadząc „śmieci”, czy jest to uwarunkowane genetycznie. W tym drugim przypadku „program śmierci” jest teoretycznie wyłączony. Czy nicienie znajdą przełącznik?
Przypomnij sobie, że wszystkie formy życia utrzymują samoleczące się środowisko na poziomie molekularnym. Jednak z biegiem czasu przestaje być utrzymywany i następuje uszkodzenie struktur komórkowych, zwane stresem oksydacyjnym.
Przez ostatnie pół wieku naukowcy starali się zrozumieć, dlaczego następuje „zmiana reżimu” i produkcja reaktywnych form tlenu - na przykład wolnych rodników, wzrasta w organizmie.
Badania metabolizmu nicieni wykazały, że wraz ze spadkiem poziomu utleniania zwiększa się żywotność pasożytów glisty. W niektórych eksperymentach jest to prawie dwukrotnie „standard”.
Za pomocą analizy DNA można było stwierdzić, że starzeniu się towarzyszą pewne zmiany na poziomie genetycznym. Na przykład gen p16INK4a został zlokalizowany u myszy, który jest zdolny do wpływania na regenerację; uaktywniał się z wiekiem, prowadząc do degradacji komórek.
Problem w tym, że dość problematyczne jest powiązanie zaburzeń metabolicznych z określonymi mechanizmami, przypadkowymi lub uwarunkowanymi genetycznie. „W takich przypadkach bardzo trudno jest stwierdzić, gdzie jest przyczyna i gdzie jest skutek” - wyjaśnia biochemik Brian Kennedy z University of Washington.
Oznacza to, że wszystkie powyższe negatywne procesy na poziomie molekularnym mogą towarzyszyć starzeniu się, a nie go powodować.
W trakcie wielu badań udało się już ustalić, że zmiany w ekspresji niektórych genów (czyli w ich aktywności) mogą wpływać na życie organizmu. Jednak nie było pewności, że te konkretne regiony DNA są odpowiedzialne za „prawdziwe” starzenie.
A teraz biolodzy molekularni ze Stanford, kierowani przez Stuarta Kima, twierdzą, że po raz pierwszy byli w stanie uzyskać bezpośrednie dowody na istnienie genetycznych „programów starzenia”. Raport z tej pracy został opublikowany w czasopiśmie Cell.
Film promocyjny:
Naukowcy przeprowadzili pełną analizę porównawczą ekspresji genów u młodych i starych nicieni. Zidentyfikowano około tysiąca różnic, które jednak były głównie kontrolowane przez tylko trzy czynniki transkrypcyjne - ELT-3, ELT-5 i ELT-6.
Białka te służą jako rodzaj „zastawek”, które wyzwalają przekazywanie informacji dziedzicznej poprzez aktywację lub dezaktywację poszczególnych genów. Algorytm ich pracy w starych i młodych robakach był znacząco inny.
Ale jak sprawdzić, co kontroluje same czynniki transkrypcyjne - nagromadzenie szkodliwych mutacji czy dziedziczny program? W tym celu naukowcy wystawili robaki na kilka rodzajów szkodliwych skutków - stres oksydacyjny, infekcje wirusami i ekspozycję na promieniowanie.
Jednak nic nie wpłynęło na ekspresję trzech kluczowych białek. Na podstawie uzyskanych wyników naukowcy doszli do wniosku, że wyzwalanie mechanizmów starzenia jest spowodowane czynnikami genetycznymi. „Istnieją instrukcje w genomie robaka” - mówi dr Kim.
Aby ponownie przetestować hipotezę „dziedziczną”, Amerykanie zneutralizowali ekspresję dwóch czynników (ELT-5 i ELT-6) u robaków w starszym wieku. W rezultacie osoby narażone na interwencję żyły półtora raza dłużej niż ich normalni odpowiednicy.
Główny autor pracy nazywa proces zmiany pracy genów „dryfem rozwojowym” i wiąże go z rozmnażaniem: „Czynniki transkrypcyjne ELT-3, ELT-5 i ELT-6 mogą odgrywać ważną rolę w rozwoju młodego nicienia, ale po spełnieniu swojej funkcji po prostu przestają pracować tak, jak powinny - jak tylko dobiegnie końca wiek rozrodczy”.
Jednak zdaniem dr Kennedy'ego na podstawie uzyskanych danych nie można jednoznacznie wykluczyć wpływu „szczątków” komórkowych i innych (odmiennych od zidentyfikowanych) mechanizmów genetycznych. Ciało jest złożoną rzeczą.
Istnieją również inne wersje. W szczególności pisaliśmy już o próbach znalezienia „starzejących się genów” u nicieni. Następnie naukowcy doszli do wniosku, że starzenie się jest programem genetycznym, ale objawia się właśnie gromadzeniem się szczątków komórkowych.
Z drugiej strony ustalenia grupy ze Stanford są w pewnym stopniu zgodne z danymi z innego eksperymentu - tym razem na ludziach. Został on przeprowadzony przez grupę gerontologów z Pacific Health Research Institute pod kierownictwem Bradleya Willcoxa. Raport z tej pracy został opublikowany w czasopiśmie PNAS.
Hawajscy naukowcy zbadali kombinacje genetyczne 213 osób w wieku powyżej 95 lat i doszli do wniosku, że pewna mutacja jednego z genów (zwana FOXO3A) zwiększa szanse na przeżycie stuletniego kamienia milowego dwa do trzech razy. „Jeśli odziedziczyłeś tę kombinację, pomyśl, że trafiłeś w dziesiątkę” - wyjaśnia dr Willcox.
Zatem hipoteza o dziedzicznych podstawach starzenia się wydaje się potwierdzona. I to jest zachęcające. W tym sensie, że jeśli można wyizolować odpowiednie geny, będzie można je również zneutralizować.
Na przykład profesor Kim jest bardzo optymistyczny. Jest przekonany, że „eliksir młodości” da się całkowicie zsyntetyzować, jeśli przeprowadzi się analizę porównawczą kompleksów molekularnych starego i młodego człowieka - analogicznie do nicieni.
