Naučnici su otkrili izuzetno suptilan zaokret u genetici ćelija koje stare, koji izgleda da ih čini sve manje funkcionalnim kako vreme odmiče.
Istraživači sa Univerziteta Northvestern otkrili su da životinje poput miševa, pacova, morskih riba, pa čak i ljudi pokazuju postepenu neravnotežu dugih i kratkih gena u praktično svakoj ćeliji u njihovom telu kako stare.
Otkriće sugeriše da ne postoje specifični geni koji kontrolišu proces starenja. Umesto toga, izgleda da starost upravlja promenama na nivou sistema sa složenim efektima. A ovo može uticati na hiljade različitih gena i njihovih odgovarajućih proteina.
Za pojedinačni gen, međutim, promene su tako male da su beznačajne. Verovatno su nam zato do sada izmakli mimo pažnje.
„Primarno smo se fokusirali na mali broj gena, misleći da bi nekoliko gena objasnilo bolest“, kaže naučnik podataka sa Univerziteta Northvestern Luis Amaral.
„Dakle, možda ranije nismo bili fokusirani na pravu stvar. Sada kada imamo ovo novo razumevanje, to je kao da imamo novi instrument. To je kao Galileo sa teleskopom, gleda u svemir. Gledanje aktivnosti gena kroz ovo novo sočivo će omogućiti da drugačije vidimo biološke pojave“.
Normalno, u pojedinačnoj ćeliji ili grupi ćelija, kod predstavljen u DNK se prevodi u RNK, postajući zbirka slobodno plutajućih instrukcija poznatih kao transkriptom.
Ova mobilna biblioteka genetskih recepata je ono što ćelija koristi da kreira svoje delove i izvršava svoje različite funkcije. Čini se da se njegov sadržaj takođe menja sa godinama.
Kod zdrave, mlade životinje, aktivnost kratkih i dugih gena je izbalansirana u transkriptomu, a ta ravnoteža se pažljivo prati i održava. Ali kako pojedinac stari, kratki geni postaju dominantniji trend.
U nekoliko različitih vrsta životinja, u stvari, otkriveno je da se kraći transkriptomi razmnožavaju sa godinama.
„Promene u aktivnosti gena su veoma, veoma male, a ove male promene uključuju hiljade gena“, objašnjava razvojni biolog Tomas Stoger.
„Otkrili smo da je ova promena konzistentna u različitim tkivima i kod različitih životinja. Pronašli smo je skoro svuda. Smatram da je veoma elegantno da jedan, relativno koncizan princip izgleda da objašnjava skoro sve promene u aktivnosti gena koje se dešavaju kod životinja. kako stare“.
Kao i sam proces starenja, prelazak na manje transkriptome počinje rano i postepen.
Kod pacova, uzorci tkiva uzeti u dobi od 4 meseca imali su relativno dužu medijanu dužine gena od onih uzetih u dobi od 9 meseci.
Promene transkriptoma pronađene kod morskih riba u dobi od 5 nedelja do 39 nedelja bile su slične.
Da bi testirali obrazac kod ljudi, istraživači su se okrenuli podacima iz projekta Genotipe-Tissue Ekpression (GTEk), koji javno pruža genetske informacije prikupljene od skoro 1.000 umrlih pojedinaca.
Među ljudima, ponovo je utvrđeno da dužina transkriptoma predviđa stariju starost, postajući značajna u starosnoj grupi od 50 do 69 godina.
U poređenju sa mlađom starosnom grupom od 30 do 49 godina, starija grupa je pokazala duže transkripte za koje je manja verovatnoća da će se „presavinuti“ ili postati funkcionalno aktivni u poređenju sa kraćim.
„Rezultat za ljude je veoma jak jer imamo više uzoraka za ljude nego za druge životinje“, kaže Amaral.
„Bilo je interesantno i zato što su svi miševi koje smo proučavali genetski identični, istog pola i odgajani u istim laboratorijskim uslovima, ali su ljudi svi različiti. Svi su umrli iz različitih uzroka i u različitim godinama. Analizirali smo uzorke muškaraca. a žene odvojeno i pronašao isti obrazac“.
Još uvek nezadovoljni svojim rezultatima, istraživači sa Northvestern-a su zatim istraživali efekat nekoliko intervencija protiv starenja na dužinu transkriptoma. Većina intervencija je favorizovala dugačke transkripte, uprkos njihovom različitom uticaju na telo.
Autori zaključuju da se starenje ne može svesti na jedno poreklo neravnoteže transkriptoma.
Umesto toga, oni tvrde da „višestruki uslovi životne sredine i unutrašnji uslovi” verovatno dovode do toga da kratki geni postaju aktivniji u telu.
„Podstaknuti našim nalazima o intervencijama protiv starenja, verujemo da bi razumevanje pravca uzročnosti između drugih ćelijskih i transkriptomskih promena zavisnih od starosti i neravnoteže transkriptoma povezanih sa dužinom moglo otvoriti nove pravce istraživanja za intervencije protiv starenja“, zaključuju autori.
