Un nou studiu crește și întărește legăturile care i-au determinat pe oamenii de știință să propună „teoria transpozonului despre îmbătrânire”.

„Până în prezent au existat asociații și sugestii care pentru noi toți au sens, dar diferența științifică este că aveți nevoie de date pentru a vă susține opinia.”

Transpozonii sunt elemente necinstite ale ADN-ului care se eliberează în celulele îmbătrânite și se rescriu în altă parte a genomului, creând potențial haos de scurtare a duratei vieții în structurile genetice ale țesuturilor.

Pe măsură ce celulele îmbătrânesc, studiile anterioare au arătat că înfășurarea heterocromatinei înfășurate strâns care întemnițează în mod obișnuit transpozonii devine mai slabă, permițându-le să alunece din pozițiile lor în cromozomi și să treacă la altele noi, perturbând funcția normală a celulelor. Între timp, oamenii de știință au arătat că intervențiile potențial legate, cum ar fi restricționarea caloriilor sau manipularea anumitor gene, pot prelungi în mod demonstrabil durata de viață a animalelor de laborator.

„În acest raport, marele pas înainte este spre posibilitatea unei adevărate relații cauzale”, spune Stephen Helfand, profesor de biologie la Universitatea Brown și autor principal al unui nou studiu în Proceedings al Academiei Nationale de Stiinte. „Până în prezent au existat asociații și sugestii care pentru noi toți au sens, dar diferența științifică este că aveți nevoie de date pentru a vă susține opinia.”

Unind punctele

Noile rezultate, conduse de investigatorul facultății Jason Wood, provin din mai multe experimente care sunt aprofundate și directe în conectarea punctelor între heterocromatina slăbită, expresia crescută a transpozonului, îmbătrânirea și durata de viață.

Într-un set de experimente, echipa a surprins vizual elemente transpozabile în actul de a sări în jurul muștelor fructelor pe măsură ce îmbătrâneau. Au inserat fragmente genetice speciale în celulele grase ale corpului, echivalentul ficatului uman și celulelor adipoase din muște, care ar străluci într-un verde strălucitor atunci când anumite elemente transpozabile se deplasează în genom. La microscop, oamenii de știință au putut vedea un model clar al modului în care „capcanele” strălucitoare se aprindeau din ce în ce mai mult pe măsură ce muștele îmbătrâneau.

Creșterea activității transpozonului nu a fost constantă pe măsură ce muștele au îmbătrânit. „Muștele ating o anumită vârstă și apoi decolează mai exponențial”, spune Wood. Datele arată că intervalul de timp în care activitatea elementelor transpozabile începe să crească este strâns corelat cu timpul în care muștele încep să moară.

Mai multe experimente din lucrare arată, de asemenea, că o intervenție cheie deja cunoscută pentru a crește durata de viață, o dietă cu conținut scăzut de calorii, întârzie dramatic apariția unei activități crescute de transpozon.

Pentru a explora în continuare legătura dintre expresia transpozonului și durata de viață, echipa a testat efectele manipulării genelor cunoscute pentru a îmbunătăți reprimarea heterocromatinei care nu se găsesc doar la muște, ci și la mamifere. De exemplu, creșterea expresiei genei Su (var) 3-9, care ajută la formarea heterocromatinei, a prelungit durata de viață maximă a muștei de la 60 la 80 de zile. Creșterea expresiei unei gene numită Dicer-2, care folosește calea mică a ARN-ului pentru a suprima transpozonii, a adăugat în mod semnificativ și durata de viață.

În cele din urmă, au arătat că un medicament anti-HIV numit 3TC, care inhibă activarea transpozonilor și mișcarea lor în poziții noi în genom, poate restabili o anumită durată de viață muștelor care au o mutație care dezactivează Dicer-2.

Pasii urmatori

Pentru toate noile rezultate, Helfand spune că încă nu este chiar timpul să declarăm direct că transpozonii sunt o cauză a efectelor asupra sănătății îmbătrânirii. „Fac o poveste puternică”, spune el. „Începem să punem carnea pe schelet.”

Dar sunt planificate noi experimente. De exemplu, echipa va încuraja în mod intenționat exprimarea elementelor transpozabile pentru a vedea dacă acest lucru subminează sănătatea și durata de viață. O altă abordare ar putea fi utilizarea puternicăi tehnici de editare a genei CRISPR pentru a dezactiva în mod specific capacitatea elementelor transpozabile de a se mobiliza în interiorul genomului. Dacă acea intervenție ar afecta durata de viață, ar fi și el revelator, spune Helfand.

Echipa continuă, de asemenea, să dezvolte intervenții medicamentoase în speranța de a-și crește eficacitatea și de a afla mai multe despre siguranța acesteia.

Brown conduce, de asemenea, un nou grant cu Universitatea din New York și Universitatea din Rochester pentru a avansa în continuare studiul transpozonilor în timpul îmbătrânirii.

În timp ce transpozonii par a fi un factor semnificativ în îmbătrânire, spun Helfand și Wood, este probabil să fie doar o parte dintr-un set mai larg de procese care subminează sănătatea în timp. „Există o mulțime de mecanisme potențiale care influențează procesul de îmbătrânire”, spune Wood. „Se întâmplă o mulțime de lucruri, dar credem că acesta este unul dintre ele.”

Institutul Național de Sănătate și Federația Americană pentru Cercetarea Îmbătrânirii au finanțat cercetarea.

Sursa: Brown University

Cărți conexe

at InnerSelf Market și Amazon