Koja je uloga ekspresije gena kada je u pitanju dugovečnost? Naučnici smatraju da možemo držati pod kontrolom negativne gene života.
Otvaranjem Google oglasa na ovoj strani pomažete rad Penzina. Hvala vam unapred!
Fotografija (detalj): Hoyoun Lee sa Unsplash
Istraživanje o genetici životnog veka sugeriše nove ciljeve u borbi protiv starenja i bolesti povezanih sa starenjem. Prirodna selekcija je proizvela sisare koji stare različitim brzinama. Na primer, golo slepo kuče i miš. Prvi može da živi do 41 godine, skoro deset puta duže od sličnih glodara kao što su miševi.
Šta je uzrok dužem životnom veku? Prema istraživanju biologa sa Univerziteta u Ročesteru, ključni deo slagalice leži u mehanizmima koji regulišu ekspresiju gena.
Ekspresija gena i dugovečnost
U naučnom radu koji je objavljen u časopisu Cell Metabolism (PDF), naučnici su istraživali gene povezane sa dužinom životnog veka. Njihovo istraživanje je otkrilo specifične karakteristike tih gena. Pokazalo je da su dva regulatorna sistema koja kontrolišu ekspresiju gena – cirkadijalni i pluripotentne mreže* – ključna za dugovečnost.
Ovi nalazi imaju značaj kako za razumevanje evolucije dugovečnosti, tako i za zadavanje novih ciljeva u borbi protiv starenja i bolesti povezanih sa starenjem.
Naučnici su uporedili obrasce ekspresije gena kod 26 vrsta sisara sa različitim maksimalnim životnim vekovima, od dve godine (rovke) do 41 godine (golo slepo kuče – lat. Heterocephalus glaber). Identifikovali su hiljade gena povezanih sa maksimalnim životnim vekom vrste koji su bili pozitivno ili negativno povezani sa dugovečnošću.
Otkrili su da vrste koje žive dugo imaju tendenciju da imaju nisku ekspresiju gena koji su uključeni u metabolizam energije i upalu; i visoku ekspresiju gena koji su uključeni u popravku DNK, transport RNK i organizaciju ćelijskog skeleta (ili mikrotubula**).
Prethodni rad naučnika je pokazao da su osobine kao što su efikasnija popravka DNK i slabiji inflamatorni odgovor karakteristični za sisare koji imaju dug životni vek.
Suprotno tome, za vrste sa kratkim životnim vekom bilo je tipično da imaju visoku ekspresiju gena koji su uključeni u metabolizam energije i upalu, i nisku ekspresiju gena koji su uključeni u popravku DNK, transport RNK i organizaciju mikrotubula.
Delimična kontrola nad negativnim genima života
Kada su naučnici analizirali mehanizme koji regulišu ekspresiju ovih gena, otkrili su da su dva glavna sistema u igri. Negativni geni života – oni koji su uključeni u metabolizam energije i upalu – kontrolisani su cirkadilanim mrežama. To znači da je njihova ekspresija ograničena na određeno vreme u toku dana. Ovaj podatak može pomoći da se ograniči ukupna ekspresija tih gena kod dugovekih vrsta.
To znači da možemo imati barem delimičnu kontrolu nad negativnim genima života.
„Da bismo živeli duže, moramo održavati zdrave rasporede spavanja i izbegavati izloženost svetlu tokom noći jer to može povećati ekspresiju negativnih gena života“, kaže Vera Gorbunova, profesorka biologije i medicine na Univerzitetu u Ročesteru.
S druge strane, pozitivni geni života – oni koji su uključeni u popravku DNK, transport RNK i mikrotubule – kontrolisani su mrežom koja se naziva pluripotentna mreža. Pluripotentna mreža je uključena u reprogramiranje somatskih ćelija – svih ćelija koje nisu reproduktivne – u embrionalne ćelije, koje mogu lakše da se podmlađuju i regenerišu, prepakovanjem DNK koja postaje neuredna kako starimo.
„Otkrili smo da je evolucija aktivirala pluripotentnu mrežu kako bi postigla duži životni vek“, kaže Gorbunova.
Pluripotentna mreža i njen odnos prema pozitivnim genima života je, dakle, „važan nalaz za razumevanje kako evolucija dugovečnosti funkcioniše“, kaže Andrej Seluanov, profesor biologije i medicine.
„Štaviše, to može otvoriti put za nove intervencije protiv starenja koje aktiviraju ključne pozitivne gene života“, kaže Seluanov. „Očekivali bismo da bi uspešne intervencije protiv starenja uključivale povećanje ekspresije pozitivnih gena života i smanjenje ekspresije negativnih gena života.“
Izvor: Rochester University
Istraživanje: Cell Matabolism
Preporuke za čitanje
Za dalje čitanje (i možda konkretnije i lakše razumljive savete), preporučujemo tekstove o cirkadijalnom ritmu: Cirkadijalni ritam
Poštovanjem cirkadijalnog ritma, preuzimamo kakvu-takvu kontrolu nad negativnim genima života.
Napomene Penzina
* Pluripotentne mreže su relativno specifičan i tehnički termin u biologiji i genetici, koji se odnosi na skup molekularnih i bioloških sistema i puteva koji regulišu sposobnost ćelija da se reprogramiraju ili postanu pluripotentne. Pluripotentnost je sposobnost ćelije da se razvije u bilo koji tip ćelije u organizmu, osim onih koje su specijalizovane za reprodukciju. Ćelije koje su pluripotentne mogu, u principu, da se transformišu u sve vrste ćelija u telu. To ih čini ključnim u razvoju regenerativne medicine i terapija.
U kontekstu života i starenja, „pluripotentne mreže“ se obično odnose na biološke puteve i mehanizme koji omogućavaju ćelijama da obnove svoje funkcije, popravljaju oštećeni DNK, ili čak reprogramiraju somatske ćelije (koje čine ostatak tela, osim jajnih i spermatozoidnih ćelija) u embrionalne ćelije, koje imaju širu sposobnost regeneracije i obnavljanja.
** Mikrotubule su ključni „stručnjaci“ organizma za održavanje strukture ćelije, transport unutar nje, kao i njenu sposobnost da se deli i da se kreće.