Pokusy s hlístami červov pomohli ruským a americkým molekulárnym biológom a matematikom dokázať, že určitý genetický program riadi proces starnutia. Podľa článku uverejneného v časopise Scientific Reports bude možné zasahovať do jeho práce pomocou drog.
V posledných rokoch sa medzi vedcami obnovila debata o tom, aký je proces starnutia a smrti ľudí a zvierat. Niektorí biológovia a evolucionisti sa domnievajú, že tento proces nie je náhodný a že je riadený určitým „programom smrti“. Nazývajú teda špeciálnu množinu génov, vďaka ktorým telo rastie a odumiera, čím uvoľňuje cestu novej generácii svojho druhu.
Iní vedci sa domnievajú, že starnutie je úplne náhodný proces akumulácie mutácií a náhodných porúch v bunkách, čo vedie k akumulácii takzvaných „starých“buniek v tele. Prestanú sa zúčastňovať na živote tela v dôsledku objavenia sa mutácií v DNA alebo dosiahnutia hraníc rozdelenia. Posledné experimenty ukázali, že ich odstránenie z tela červov významne predĺžilo ich život a zlepšilo životne dôležité funkcie.
Existencia nahých krtkov a iných „nesmrteľných“zvierat, ako poznamenal Pyotr Fedichev, zakladateľ Gera a vedúci laboratória v MIPT, viedla jeho tím pred niekoľkými rokmi k tomu, aby predpokladal, že program starnutia by mal stále existovať a že ho možno zastaviť pomocou určitých drog alebo zmenou spôsobu fungovania génov.
Aby ho našli, vybrali šesť tuctov rôznych odrôd hlístových červov, z ktorých niektoré žili nezvyčajne dlho, desaťkrát vyššie, než je obvyklé, zatiaľ čo iné žili relatívne normálne alebo nezvyčajne krátke. Biológovia sa pokúsili odhaliť príčiny vzniku týchto rozdielov porovnaním toho, ako sa aktivita ich génov zmenila v rôznych štádiách života, a analyzovaním ich charakteristických súborov mutácií.
Vedci sa spočiatku zaujímali o odpoveď na jednu jednoduchú otázku - prečo mutácie v niektorých génoch, ktoré nematódy získali ešte predtým, ako sa vyliahli na svet, významne predĺžili ich život a ich blokovanie RNA v dospelosti neprinieslo rovnaký účinok.
To viedlo ruských genetikov a matematikov, ako aj ich kolegov z Lekárskej univerzity v Arkansase v Little Rock (USA) k podozreniu, že také malé zmeny spôsobili rozsiahlu reštrukturalizáciu celého „programu starnutia“, ktorý bolo ťažké alebo nemožné zopakovať.
Na testovanie týchto obáv Fedichev a jeho kolegovia spojili výsledky svojich vlastných meraní a experimentov iných vedeckých skupín do rozsiahlej databázy, ktorá odrážala, ako sa práca všetkých génov nematód v priebehu starnutia zmenila. Analyzovali jeho obsah pomocou systému strojového učenia schopného zdôrazniť aj tie najjemnejšie podobnosti.
Propagačné video:
Ukázala, že proces starnutia sa skutočne podobal určitému programu - aktivita génov vo všetkých červoch s dlhou životnosťou sa zmenila v jednom smere. Inými slovami, zmenila sa podobným, nie náhodným spôsobom. Najdôležitejšie je, že spomalenie toho, ako gény zmenili svoje správanie, priamo odrážalo, ako dlho boli bezstavovce schopné prežiť.
Tento objav viedol Fedicheva a jeho tím k špekuláciám, že podobný účinok by bolo možné dosiahnuť s drogami bez použitia genetických intervencií. Pokúsili sa nájsť podobné látky pomocou databázy CMAP, ktorá obsahuje komplexné informácie o tom, ako určité lieky a iné látky ovplyvňujú rôzne ľudské gény.
Pomohla im nájsť štyri predtým neznáme lieky, ktoré by „spomaľovali“program starnutia takmer rovnakým spôsobom ako mutácie génov pre dlhovekosť. Testovanie na normálnych červoch ukázalo, že všetci spomaľujú starnutie nematód na jeden alebo druhý stupeň. Napríklad najsilnejší liek, bežný analgín, predĺžil ich život o tretinu.