Zašto neki ljudi žive duže od drugih? Geni u našoj DNK sekvenci su važni, pomažu u izbegavanju bolesti ili održavanju opšteg zdravlja, ali samo razlike u sekvenci našeg genoma objašnjavaju manje od 30% prirodne varijanse ljudskog životnog veka.
Istraživanje uticaja na starenje na molekularnom nivou moglo bi da rasvetli varijacije životnog veka, ali generisanje podataka brzinom, razmerom i kvalitetom neophodnim za proučavanje ovoga kod ljudi je neizvodljivo. Umesto toga, istraživači se okreću crvima (Caenorhabditis elegans). Ljudi dele mnogo biologije sa ovim malim stvorenjima, koja takođe imaju velike, prirodne varijacije u životnom veku.
Istraživači iz Centra za genomsku regulaciju (CRG) primetili su hiljade genetski identičnih crva koji žive u kontrolisanom okruženju. Čak i kada su ishrana, temperatura i izloženost predatorima i patogenima isti za sve crve, mnogi pojedinci nastavljaju da žive duže ili kraće od proseka.
Studija je pratila primarni izvor ove varijacije do promena u sadržaju mRNK u ćelijama zametne linije (one uključene u reprodukciju) i somatskim ćelijama (ćelije koje formiraju telo). Ravnoteža mRNK između dve vrste ćelija je poremećena ili „razdvojena“ tokom vremena, što dovodi do bržeg starenja kod nekih pojedinaca od drugih. Nalazi su objavljeni danas u časopisu Cell.
Studija je takođe otkrila da na veličinu i brzinu procesa razdvajanja utiče grupa od najmanje 40 različitih gena. Ovi geni igraju mnogo različitih uloga u telu, od metabolizma do neuroendokrinog sistema. Međutim, studija je prva koja pokazuje da svi oni međusobno deluju kako bi neki pojedinci živeli duže od drugih.
Obaranjem nekih gena produžio je životni vek crva, dok je obaranje drugih skratio. Nalazi ukazuju na iznenađujuću mogućnost: prirodne razlike uočene u starenju crva mogu odražavati slučajnost u aktivnosti mnogih različitih gena, čineći da izgleda kao da su pojedinci bili izloženi obaranju mnogih različitih gena.
„Da li crv doživi 8 ili 20 dan zavisi od naizgled slučajnih razlika u aktivnosti ovih gena. Čini se da su neki crvi jednostavno srećni, jer imaju pravu mešavinu gena aktiviranu u pravo vreme“, kaže dr. Matijas Eder, prvi autor rada i istraživač u Centru za genomsku regulaciju.
Obaranje tri gena — aekr-1, nlp-28 i mak-1 — imalo je posebno dramatičan efekat na varijaciju životnog veka, smanjujući raspon sa oko 8 dana na samo 4. Umesto da se životi svih pojedinaca produžavaju jednolično, uklanjaju se svi jedan od ovih gena je drastično povećao očekivani životni vek crva na donjem kraju spektra, dok je očekivani životni vek najdugovečnijih crva ostao manje-više nepromenjen.
Istraživači su primetili iste efekte na dužinu zdravlja, period života koji je proveo zdrav, a ne samo koliko dugo je pojedinac fizički živ. Istraživači su to izmerili proučavajući koliko dugo crvi održavaju snažno kretanje. Obaranje samo jednog od gena bilo je dovoljno da se nesrazmerno poboljša zdravo starenje kod crva na donjem kraju spektra zdravstvenog raspona.
„Ovde se ne radi o stvaranju besmrtnih crva, već o tome da starenje bude pravedniji proces nego što je trenutno – pravednija igra za sve. Na neki način, mi radimo ono što doktori rade, a to je da uzimamo crve koji bi umrli ranije nego njihovi vršnjaci i čine ih zdravijima, pomažući im da žive bliže svom maksimalnom potencijalnom životnom veku. Ali mi to radimo ciljajući na osnovne biološke mehanizme starenja, a ne samo na lečenje bolesnih pojedinaca za pokretanje“, kaže dr Nik Stroustrup, stariji autor studije i vođa grupe u Centru za genomsku regulaciju.
Studija se ne bavi time zašto se čini da rušenje gena ne utiče negativno na zdravlje crva.
„Nekoliko gena bi moglo da interaguje kako bi obezbedilo ugrađenu redundanciju nakon određenog uzrasta. Takođe može biti da geni nisu potrebni pojedincima koji žive u benignim, bezbednim uslovima gde se crvi drže u laboratoriji. U surovim uslovima divlji, ovi geni bi mogli biti kritičniji za preživljavanje, ovo su samo neke od teorija koje rade“, kaže dr Eder.
Istraživači su do svojih otkrića došli tako što su razvili metodu koja meri molekule RNK u različitim ćelijama i tkivima, kombinujući je sa „Lifespan Machine“, uređajem koji prati čitav život hiljada nematoda odjednom. Crvi žive u petrijevoj posudi smeštenoj unutar mašine pod budnim okom skenera.
Uređaj snima nematode jednom na sat, prikupljajući mnogo podataka o njihovom ponašanju. Istraživači planiraju da naprave sličnu mašinu za proučavanje molekularnih uzroka starenja kod miševa, koji imaju biologiju koja više liči na onu kod ljudi.
