"Licznik śmiertelności" znaleziony w ludzkim ciele

Naukowcy z Weill Cornell Medical School (Nowy Jork, USA) odkryli w ludzkim ciele "zegar śmiertelności". Twierdzą oni, że sekret komórkowej młodości może leżeć w zachowaniu małego jądra, gęstej struktury w jądrze komórkowym.

Odkrycia te zostały dokonane na drożdżach, modelowym organizmie znanym ze swojej roli w produkcji chleba i piwa, ale zaskakująco podobnym do ludzi na poziomie komórkowym. Nowe badanie, opublikowane w Nature Aging, może prowadzić do nowych metod leczenia długowieczności, które mogłyby wydłużyć ludzkie życie, pisze ScitechDaily. Ustawia również licznik śmiertelności, który pokazuje, ile czasu pozostało komórce, zanim umrze.

Starzenie się komórek

Wraz z wiekiem ludzie są bardziej narażeni na choroby takie jak nowotwory, choroby układu krążenia i choroby neurodegeneracyjne.

"Starzenie się jest najwyższym czynnikiem ryzyka dla tych chorób. Ustawia również zegar śmiertelności, który pokazuje, ile czasu pozostało komórce, zanim umrze. Zamiast leczyć każdą chorobę z osobna, lepszym podejściem byłoby opracowanie terapii lub suplementu, który opóźniłby wystąpienie chorób poprzez zapobieganie podstawowym defektom molekularnym, które je powodują" - mówi dr Jessica Tyler, profesor patologii i medycyny laboratoryjnej w Weill Cornell Medicine.

Jądro może zawierać klucz

Jądro zawiera chromosomy komórki i nukleol, który zawiera rybosomalny DNA (rDNA). Jądro izoluje rDNA, który koduje części RNA rybosomów, mechanizmów budowania białek. rDNA jest jedną z najbardziej delikatnych części genomu, ponieważ jego powtarzalna natura utrudnia utrzymanie i naprawę w przypadku uszkodzenia. Jeśli uszkodzenie rDNA nie zostanie precyzyjnie naprawione, może prowadzić do rearanżacji chromosomów i śmierci komórki.

W organizmach, od drożdży, przez robaki, po ludzi, jądra powiększają się podczas starzenia. Z drugiej strony, strategie przeciwstarzeniowe, takie jak ograniczenie kalorii lub zmniejszenie ilości pożywienia, prowadzą do kurczenia się jądra.

"Ograniczenie kalorii robi tak wiele różnych rzeczy i nikt nie wie dokładnie, w jaki sposób wydłuża oczekiwaną długość życia" - mówi naukowiec.

Według naukowców, którzy przeprowadzili badanie, utrzymywanie małych jąder może spowolnić starzenie. Aby przetestować ten pomysł, opracowali sztuczny sposób zakotwiczenia rDNA w błonie otaczającej jądro komórek drożdży, aby mogli kontrolować, kiedy jest zakotwiczony, a kiedy nie.

Naukowcy odkryli, że wiązanie jądra było wystarczające do utrzymania jego zwartości, a małe jądra spowalniały starzenie się w mniej więcej takim samym stopniu, jak ograniczenie kalorii.

Co ciekawe, jądra nie powiększały się w tym samym tempie przez całe życie, gdy komórki się starzały. Pozostawały małe przez większość życia drożdży, ale po osiągnięciu wielkości progowej jądra nagle zaczęły szybko rosnąć i powiększać się do znacznie większych rozmiarów. Po osiągnięciu tego progu komórki przetrwały średnio około pięciu kolejnych podziałów komórkowych.

"Kiedy zobaczyliśmy, że nie był to liniowy wzrost rozmiaru, zdaliśmy sobie sprawę, że dzieje się coś naprawdę ważnego. Okazuje się, że przekroczenie progu służy jako licznik śmiertelności, odliczający ostatnie chwile życia komórki" - wyjaśnił dr Ignacio Gutierrez, główny autor badania.

Podczas starzenia DNA gromadzi uszkodzenia, z których niektóre mogą być niszczące dla komórki. Podczas testów zespół odkrył, że duże jądra mają mniej stabilne rDNA niż mniejsze. Ponadto, gdy struktura jest duża, białka i inne czynniki, które normalnie nie dostają się do jądra, nie pozostają w nim. To tak, jakby jądro stawało się nieszczelne, pozwalając na przenikanie cząsteczek, które mogłyby uszkodzić delikatne rDNA.

"Cały sens kondensyn polega na oddzielaniu reakcji biologicznych, aby pomóc im działać wydajnie, ale teraz, gdy do jądra dostają się inne białka, prowadzi to do niestabilności genomu, co powoduje koniec życia" - powiedział dr Tyler. Białka te mogą powodować katastrofalne problemy, takie jak rearanżacje chromosomalne.

Następnie naukowcy planują zbadać wpływ jądra na starzenie się ludzkich komórek macierzystych. Komórki macierzyste są wyjątkowe, ponieważ mają potencjał do zastąpienia innych typów komórek po ich śmierci. Ale z czasem komórki macierzyste przestają się dzielić, więc naukowcy mają nadzieję wykorzystać wiedzę zdobytą podczas tego projektu, aby przedłużyć ich istnienie.

"Byłem podekscytowany, że udało nam się powiązać strukturę jądra z procesem naprawy w taki sposób, że można go zachować od drożdży do ludzi" - skomentował naukowiec.

Tylko zweryfikowane informacje są dostępne na kanale OBOZ.UA Telegram i Viber. Nie daj się nabrać na podróbki!