Nesen tika atklāta vēl viena domājama mutācija, kas noved pie agras novecošanās - nsd1 gēnā. Vairāki desmiti šādu gēnu jau ir zināmi. Hipotētiski, šo genoma reģionu bloķēšana varētu palēnināt novecošanos un pagarināt dzīvi. Bet iejaukšanās genomā var izraisīt citas - nepatīkamas sekas. Tomēr tas neaptur zinātniekus. Eksperimenti novecošanās gēnu atspējošanai tagad tiek veikti vairākās laboratorijās vienlaikus. Kas no tā iznāk.
Gados jauni cilvēki
Pirmā publikācija par domājamo novecošanās gēnu parādījās 1996. gadā žurnālā Science. Tās autori, zinātnieki no Japānas un ASV, pētīja cilvēkus ar Vernera sindromu - šajā slimībā ķermenis nolietojas divreiz ātrāk nekā parasti, un cilvēks četrdesmit izskatās astoņdesmit. Pētnieki pievērsa uzmanību mutācijai WRN gēnā, kas atrodas astotajā hromosomā. Tika pieņemts, ka tā dēļ tiek izjaukti daži svarīgi procesi organismā, un tas paātrina novecošanos.
Pēc dažiem gadiem minējums daļēji tika apstiprināts. Tikai tie, kuriem ir divi mutanta WRN gēna eksemplāri, patiešām cieš no Vernera sindroma. Tomēr to diez vai var uzskatīt par novecojošu gēnu burtiskā nozīmē: tas ir mediators, kas ietekmē citas DNS daļas.
Tas notiek tāpēc, ka WRN veido olbaltumvielu, kas uztur cilvēka DNS struktūru un integritāti. Visi tā defekti (un tie ir neizbēgami, ja šajā gēnā ir mutācija) maina bojātās molekulas replikācijas un atjaunošanas mehānismus. Tas, savukārt, ietekmē citu genoma reģionu darbu, ieskaitot tos, kas saistīti ar novecošanos.
Vecāks par viņa gadiem
Reklāmas video:
I tipa melanokortīna receptoru gēns (MC1R), ko nesen atklājuši holandiešu, britu un ķīniešu zinātnieki, ir nonācis aizdomās. Viņi korelēja 2693 vecāka gadagājuma cilvēku genomus ar ārējām vecuma izpausmēm, kas atspoguļotas viņu fotogrāfijās.
Izanalizējot vairāk nekā astoņus miljonus atsevišķu nukleotīdu polimorfismu - tikai viena nukleotīda lieluma DNS secības atšķirības, tika atklāts, ka tie, kas atrodas MC1R gēnā, ir saistīti ar ārējām novecošanās pazīmēm. Tātad cilvēki ar diviem mutanta MC1R varianta eksemplāriem izskatās vidēji divus gadus vecāki par viņu faktisko vecumu.
Divi gadi, šķiet, ir maz. Tomēr, ja mutācijas nesēji smēķē, pārāk bieži apmeklē solārijus un ved nevis uz veselīgāko dzīvesveidu, tad palielinās atšķirība starp acīmredzamo un reālo vecumu, brīdina pētījuma autori.
Gēna nsd1 mutants variants darbojas līdzīgi. Pēc Kanādas un Lielbritānijas zinātnieku domām, tie, kuri tā kopijas saņēma no katra no vecākiem, noveco ātrāk nekā viņu vienaudži.
Lipīga novecošanās
CD36 gēnam, ko pagājušajā gadā atklāja amerikāņu ģenētiķi, arī ir nozīmīga loma novecošanās procesā. Acīmredzot viņš ir atbildīgs par šūnu dalīšanas pārtraukšanu, kas signalizē par nenovēršamu nāvi.
Pārbaudot novecojošās šūnas, zinātnieki pamanīja neparastu CD36 aktivitāti. Lai izpētītu to sīkāk, mēs veica divus eksperimentus. Pirmajā gadījumā 15 procenti jauno veselīgo šūnu kultūrā tika modificēti tā, lai CD36 gēns darbotos efektīvāk. Tā rezultātā viņi pārstāja dalīties un parādīja skaidras novecošanās pazīmes. Turklāt ar to tika inficētas arī citas kultūras šūnas ar normālu gēnu.
Otrajā eksperimentā ģenētiķi kādu laiku uzturēja novecojošu šūnu kultūru barības vielu šķīdumā, pēc tam jaunākās šūnas tika ievietotas savā vietā. Tie, savukārt, pēkšņi pārstāja dalīties, it kā pārņemot bijušo “īrnieku” īpašības. To apstiprina eksperimenti ar ādas un plaušu fibroblastiem. Bet kāpēc tas notiek, nav skaidrs, atzīst pētījuma autori.
Gēns izslēdzās, jaunība pagarinājās
Šveices zinātnieki eksperimentē ar PUM2 gēnu. Jaunās šūnās tās ražotais proteīns ir būtisks peptīdu sintēzē. Bet vecākiem cilvēkiem tas pārvēršas par nopietnu šķērsli: tā molekulas savelkas un neļauj RNS pārraidīt instrukcijas no kodola uz tām šūnas daļām, kur tiek savākti proteīni.
Tādējādi viens no PUM2 "upuriem" ir DFS viela, kas ir svarīga bojāto mitohondriju izmantošanai. Fakts ir tāds, ka šo šūnu enerģijas staciju saturs, izņemot ATP un atkritumu produktus, nekad neatstāj savas robežas. Kad mitohondriji nolietojas, tajos veidojas savdabīgi caurumi, caur kuriem agresīvas molekulas nokļūst šūnas citoplazmā, sabojājot šūnas DNS un izraisot pārtraukumus tās darbā. Jaunās šūnas tiek galā ar šādiem negadījumiem, pateicoties DFS, sadalot mitohondrijus gabalos un sagremot bojātos fragmentus. Vecākās šūnās to novērš PUM2. Tā rezultātā šūnas noveco ātrāk un mirst.
Ja PUM2 savlaicīgi tiek izslēgts vai izgriezts no DNS, novecošanās palēnināsies, zinātnieki ieteica un bloķēja šo gēnu nematodu tārpos. Mitohondriji visās šūnās kļuva jaunāki, un dzīvnieki dzīvoja ievērojami ilgāk nekā viņu nemodificētie kolēģi. Bet ar pelēm šī tehnika nebija tik efektīva. Mitohondriji ir kļuvuši jaunāki tikai zarnu šūnās.
Nākamais solis ir eksperimenti ar cilvēku šūnu kultūrām. Pētnieki cer atrast drošāku veidu, kā samazināt PUM2 ražoto olbaltumvielu daudzumu bez genoma rediģēšanas.
Alfiya Enikeeva