Od neolitu do začiatku devätnásteho storočia priemerná dĺžka ľudského života nepresiahla 30 rokov. Aj v relatívne nedávnom roku 1940 bola priemerná dĺžka života v ZSSR asi 40 rokov av najpriaznivejších krajinách Škandinávie - 60 rokov. A iba nedávno, vďaka rýchlemu rozvoju medicíny, ľudia začali žiť tak dlho, ako nikdy predtým (dokonca rozmýšľali o masívnom prechode za hranicou 100 rokov).
Ale žiaľ, dlhá životnosť neznamená zostať silná a zdravá. A dnes väčšina starých ľudí, ktorí dosiahli pokročilé roky, trpí chronickými chorobami súvisiacimi s vekom už desaťročia, niekedy snívali o opustení tohto smrteľného sveta čo najskôr.
Vedci stále hľadajú biologické faktory, ktoré časom vedú k poškodeniu buniek. Vedci z Harvardskej univerzity teraz objavili súvislosť medzi starnutím a jedným z hlavných biologických procesov známych ako zostrih RNA. Tento objav nielen objasňuje úlohu molekulárneho mechanizmu pri predlžovaní života, ale tiež naznačuje možnosť jeho vyladenia pre zdravé starnutie.
„To, čo v Alzheimerovej chorobe zabíja neuróny, je určite odlišné od príčin kardiovaskulárnych chorôb, ale starnutie je hlavným rizikovým faktorom všetkých týchto chorôb,“uviedol autor štúdie senior William Mair. - Preto je jednou z najväčších otázok - existuje v práci molekulárnych systémov všeobecný princíp, ktorý umožňuje takýmto chorobám získať oporu v orgánoch?
Aby sme pochopili, ako môže starnutie ovplyvňovať zostrih RNA, je potrebné najprv pripomenúť, ako sa syntetizujú proteínové molekuly, ktoré sú hlavnými stavebnými kameňmi buniek v ľudskom tele, a tiež regulovať fungovanie orgánov a tkanív. "Recepty" na ich výrobu sú kódované v genetickom kóde a sú uložené v jadre každej bunky, napríklad v knižnici.
Vytvorenie nového proteínu začína skutočnosťou, že na základe samostatnej časti DNA - génu, sa vytvorí takzvaná messengerová RNA, aminokyseliny kódované v kóde sa zostavia do proteínu.
Gény, podobne ako molekuly RNA vybudované na ich základe, však obsahujú nekódujúce oblasti, ktoré musia byť vystrihnuté počas zostrihu pred začiatkom syntézy proteínov.
Stabilná produkcia RNA a proteínov je kľúčom k tomu, aby zostali mladí a zdraví, takže vedci chceli vedieť, aký vplyv majú zmeny zostrihu, ktoré sa nevyhnutne vyskytujú s vekom.
Propagačné video:
Mayr a jeho kolegovia experimentovali s červom ascaris Caenorhabditis elegans, ktorý je tradičným a trochu legendárnym modelovým organizmom v biológii. Toto je prvé zviera, pre ktoré bol genóm dekódovaný a bola zostavená úplná mapa neurónov nervového systému. Okrem toho sa škrkavka môže stať prvým živým tvorom, ktorý v blízkej budúcnosti vycestuje na Mars. Je dôležité, aby C. elegans obsahoval približne rovnaký počet génov ako človek, takže sa bežne používa v genetickom výskume.
„Ascaris je vynikajúcou témou pre štúdie starnutia, pretože tieto červy žijú iba tri týždne a počas tohto obdobia vykazujú jasné znaky vädnutia spôsobeného vekom,“vysvetľuje prvá autorka štúdie Caroline Heintz. „Napríklad strácajú svalovú hmotu, znižuje sa ich reprodukčná funkcia, zhoršuje sa ich imunitný systém a na pokožke sa objavujú dokonca vrásky.“
Pretože červové bunky sú priehľadné, vedci dokázali označiť jednotlivé gény fluorescenčnými proteínmi a v reálnom čase pozorovali, ako sa proces zostrihu mení s vekom škrkavky. Do piatich dní tím nemohol len identifikovať jedincov v populácii, v ktorých zostrih zostal na normálnych úrovniach dlhšie ako ostatní, ale tiež presne predpovedať životnosť každého červa na základe dynamiky týchto zmien.
„Toto je skutočne zaujímavý výsledok, ktorý naznačuje, že jedného dňa budeme môcť použiť zostrih ako biomarker na detekciu skorých príznakov starnutia,“hovorí Heinz. Vedci však nielenže urobili radosť, ale aj tu bol ďalší dôležitý výsledok.
Vedci následne vyvinuli systém diétnych obmedzení, ktoré, ako to dokazuje predchádzajúca práca, môžu predĺžiť život červov (nielen). V dôsledku toho zostal proces zostrihávania škrkaviek neustále na „mladistvej“úrovni a s vekom sa nezmenil.
V poslednom kroku sa tím sústredil na samostatný prvok procesu spájania známy ako faktor spájania 1 (SFA-1). Je časťou spliceozómu, masívnej molekulárnej štruktúry, ktorá sa priamo podieľa na odstraňovaní nekódujúcich oblastí RNA. Ukázalo sa, že zvýšenie hladiny SFA-1 v bunkách predlžuje životnosť ascaris. Tento objav je obzvlášť dôležitý, pretože podobný prvok je prítomný v zostrihovom mechanizme u ľudí.
„Tieto úžasné výsledky naznačujú, že zmenené zostrihovanie RNA môže byť jedným z hlavných znakov procesu starnutia,“hovorí Mayr. „Naša práca otvára úplne novú oblasť výskumu, ktorá by nám mohla pomôcť pochopiť, ako predĺžiť život a zostať zdravý.“
Viac informácií o práci amerických vedcov nájdete v článku publikovanom v časopise Nature.