Din neolitic până la începutul secolului al XIX-lea, durata medie de viață a omului nu a depășit 30 de ani. Chiar și în relativ recent 1940, speranța de viață în URSS a fost de aproximativ 40 de ani, iar în cele mai favorabile țări din Scandinavia - 60 de ani. Și doar recent, datorită dezvoltării rapide a medicamentului, oamenii au început să trăiască atâta timp cât niciodată (chiar s-au gândit la tranziția masivă dincolo de marca de 100 de ani).
Dar, din păcate, a trăi mult timp nu înseamnă să rămâi puternic și sănătos. Și astăzi, majoritatea bătrânilor care au împlinit ani avansați au suferit de zeci de ani de boli cronice legate de vârstă, uneori visând să părăsească această lume muritoare cât mai curând posibil.
Oamenii de știință încă caută factori biologici care duc la deteriorarea celulelor în timp. Acum cercetătorii de la Universitatea Harvard au descoperit o legătură între îmbătrânire și unul dintre principalele procese biologice cunoscute sub numele de splicing ARN. Această descoperire nu numai că aruncă o lumină asupra rolului mecanismului molecular în prelungirea vieții, dar sugerează și posibilitatea de a regla pentru îmbătrânirea sănătoasă.
"Ceea ce ucide neuronii din Alzheimer este cu siguranță diferit de cauzele bolilor cardiovasculare, dar îmbătrânirea este principalul factor de risc pentru toate aceste boli", a declarat autorul principal al studiului, William Mair. - Astfel, una dintre cele mai mari întrebări - există un principiu general în activitatea sistemelor moleculare care să permită astfel de boli să câștige un punct în organe?
Pentru a înțelege modul în care îmbătrânirea poate fi influențată prin splicing ARN, mai întâi merită amintit modul în care sunt sintetizate moleculele de proteine, care sunt principalele blocuri de construcție ale celulelor din corpul uman și reglează, de asemenea, funcționarea organelor și a țesuturilor. „Rețetele” pentru fabricarea lor sunt codate în codul genetic și sunt stocate în nucleul fiecărei celule, ca într-o bibliotecă.
Crearea unei noi proteine începe cu faptul că pe baza unei secțiuni separate a ADN-ului, o genă, așa-numitul ARN mesager este construit, aminoacizii codificați în cod sunt asamblați într-o proteină.
Dar genele, cum ar fi moleculele de ARN construite pe baza lor, conțin regiuni care nu codifică, care trebuie tăiate în timpul splicingului înainte de a începe sinteza proteinelor.
Producția stabilă de ARN și proteine este esențială pentru a rămâne tineri și sănătoși, așa că cercetătorii au dorit să știe ce efect au schimbările de împletire care apar inevitabil odată cu vârsta.
Video promotional:
Mayr și colegii săi au experimentat râul rotund cu Caenorhabditis elegans, care este un organism model tradițional și oarecum legendar în biologie. Acesta este primul animal pentru care genomul a fost decodificat și a fost întocmită o hartă completă a neuronilor sistemului nervos. În plus, viermele rotund poate deveni prima creatură vie care a călătorit pe Marte în viitorul apropiat. Este important ca C. elegans să aibă aproximativ același număr de gene ca și oamenii, deci este utilizat pe scară largă în cercetarea genetică.
"Ascaris este un subiect excelent pentru studii de îmbătrânire, deoarece acești viermi trăiesc doar trei săptămâni, iar în acea perioadă prezintă semne clare de ofilire legată de vârstă", explică prima autoare a studiului, Caroline Heintz. "De exemplu, pierd masa musculară, funcția lor de reproducere scade, sistemul lor imunitar se deteriorează și chiar ridurile apar pe pielea lor."
Deoarece celulele vierme sunt transparente, oamenii de știință au fost capabili să eticheteze genele individuale cu proteine fluorescente și să observe în timp real modul în care procesul de împletire se schimbă pe măsură ce viermele rotund îmbătrânește. În decurs de cinci zile, echipa nu a putut doar să izoleze indivizii din populația în care splicingul a rămas la un nivel normal mai mult decât alții, dar a putut prezice cu exactitate durata de viață a fiecărui vierme pe baza dinamicii acestor schimbări.
„Acesta este un rezultat cu adevărat interesant, care sugerează că într-o zi s-ar putea să putem folosi splicingul ca biomarker pentru a detecta semne precoce ale îmbătrânirii”, spune Heinz. Dar nu numai acest lucru i-a făcut pe oamenii de știință fericiți, ci a fost un alt rezultat important.
Ulterior, cercetătorii au dezvoltat un sistem de restricții alimentare, care, așa cum a arătat lucrările anterioare, poate prelungi viața viermilor (și nu numai). Ca urmare, procesul de împletire a râmelor rotunde a rămas constant la nivelul „tinereții” și nu s-a schimbat odată cu vârsta.
În ultimul pas, echipa s-a concentrat pe un element separat al procesului de splicing cunoscut sub numele de factorul de splicing 1 (SFA-1). Este o parte a spliceozomului, o structură moleculară masivă care este direct implicată în îndepărtarea regiunilor care nu codifică ARN. S-a dovedit că o creștere a nivelului de SFA-1 în celule prelungește viața ascarisului. Această descoperire este deosebit de importantă deoarece un element similar este prezent în mecanismul de împletire la om.
"Aceste rezultate uimitoare indică faptul că modificarea ARN-ului modificat poate fi unul dintre principalele semne ale procesului de îmbătrânire", spune Mayr. „Munca noastră deschide un domeniu cu totul nou de cercetare care ne-ar putea ajuta să înțelegem cum să extindem viața și să rămânem sănătos”.
Mai multe informații despre activitatea oamenilor de știință americani pot fi găsite într-un articol publicat în revista Nature.
