Cercetătorii au descoperit dezechilibrul genetic care ar putea duce la îmbătrânire

Oamenii de știință au descoperit dezechilibrul genetic al celulelor responsabile de îmbătrânire, unul care pare să le facă din ce în ce mai puțin funcționale pe măsură ce trece timpul.

Cercetătorii de la Universitatea Northwestern, din SUA, au descoperit că animalele precum șoarecii, șobolanii, peștii killi și chiar oamenii prezintă un dezechilibru treptat al genelor lungi și scurte în aproape fiecare celulă din corpul lor pe măsură ce îmbătrânesc.

• Telescopul Webb a găsit o populație neobișnuit de mare de asteroizi între Jupiter și Marte
• Un nou studiu dezvăluie cum au jucat cometele un rol „major” în apariția vieții pe Pământ

Descoperirea sugerează că nu există gene specifice care controlează procesul de îmbătrânire. În schimb, bătrânețea pare să fie guvernată de schimbări la nivel de sistem, cu efecte complexe. Și acest lucru poate afecta mii de gene diferite și proteinele lor.

Pentru o genă individuală, totuși, modificările sunt atât de mici încât sunt nesemnificative. Probabil de aceea nu au fost observate până acum.

„Ne-am concentrat mai mult pe un număr mic de gene, gândindu-ne că câteva gene ar explica boala”, spune Luís Amaral, de la Northwestern University.

„Deci, poate că înainte nu ne concentram pe ceea ce trebuia. Acum că am înțeles dezechilibrul genetic responsabil aici, este ca și cum am avea un instrument nou. Este ca Galileo cu un telescop, privind spațiul. Privind activitatea genelor prin această nouă lentilă, vom putea să vedem diferit fenomenele biologice”, spune Amaral.

Dezechilibrul genetic responsabil de îmbătrânire

În mod normal, într-o celulă individuală sau într-un grup de celule, un cod reprezentat în ADN este tradus în ARN, devenind o colecție de instrucțiuni libere cunoscute sub numele de transcriptom.

Această bibliotecă mobilă de rețete genetice este ceea ce folosește celula pentru a-și crea părțile și pentru a-și îndeplini diferitele funcții. Conținutul său pare să se schimbe odată cu vârsta, scrie Science Alert.

La un animal tânăr și sănătos, activitatea genelor scurte și lungi este echilibrată într-un transcriptom, iar acest echilibru este monitorizat și menținut cu atenție. Dar pe măsură ce individul crește, genele scurte devin mai mult o tendință dominantă.

La mai multe tipuri diferite de animale, de fapt, transcriptoamele mai scurte proliferează odată cu vârsta.

„Modificările în activitatea genelor sunt foarte, foarte mici, iar aceste mici modificări implică mii de gene”, explică biologul Thomas Stoeger.

„Am descoperit că această schimbare a fost consecventă în diferite țesuturi și la diferite animale. Am găsit-o aproape peste tot. Mi se pare foarte elegant faptul că un singur principiu relativ concis pare să fie responsabil de aproape toate schimbările în activitatea genelor care se întâmplă la animale pe măsură ce îmbătrânesc”, spune Stoeger.

Ființele mai în vârstă au gene mai scurte

La fel ca procesul de îmbătrânire în sine, tranziția la transcriptoame mai mici începe devreme și este graduală.

La șobolani, probele de țesut prelevate la vârsta de 4 luni au avut o lungime medie a genelor relativ mai mare decât cele prelevate la vârsta de 9 luni.

Modificările transcriptomului găsite la peștii killi de la vârsta de 5 săptămâni până la 39 de săptămâni au fost similare.

Cum arată dezechilibrul genetic la oameni?

Pentru a testa tiparul la oameni, cercetătorii au apelat la datele din proiectul Genotype-Tissue Expression (GTEx), care furnizează public informații genetice colectate de la aproape 1.000 de indivizi decedați.

La oameni, lungimea transcriptomului s-a dovedit din nou a fi predictivă pentru vârsta mai înaintată, devenind semnificativă în grupa de vârstă 50-69 de ani.

În comparație cu grupul de vârstă mai tânăr, cu vârste cuprinse între 30 și 49 de ani, grupul mai în vârstă a prezentat transcrieri mai lungi, care erau mai puțin probabil să se „plieze” sau să devină active funcțional în comparație cu cele mai scurte.

„Rezultatul pentru oameni este foarte marcat, deoarece avem mai multe mostre de la oameni decât de la alte animale”, spune Amaral.

„A fost interesant și pentru că toți șoarecii pe care i-am studiat sunt identici genetic, de același sex și crescuți în aceleași condiții de laborator, dar oamenii sunt diferiți. Fiecare dintre ei a murit din cauze diferite și la o vârstă diferite. Am analizat separat mostre de la bărbați și femei și am găsit același tipar”, a continuat cercetătorul.

A fost descoperit „leacul anti-îmbătrânire”?

Nemulțumiți pe deplin de rezultatele lor, cercetătorii de la Northwestern au investigat apoi efectul mai multor intervenții anti-îmbătrânire asupra lungimii transcriptomilor. Majoritatea intervențiilor au favorizat transcrierile lungi, în ciuda impactului lor diferit asupra organismului.

Autorii concluzionează că îmbătrânirea nu se poate reduce la o singură origine avută de dezechilibrul genetic.

În schimb, ei susțin că „multiple condiții de mediu și interne” probabil fac ca genele scurte să devină mai active în organism.

„Impulsionați de descoperirile noastre privind intervențiile anti-îmbătrânire, credem că înțelegerea direcției de cauzalitate dintre alte modificări celulare și transcriptomice dependente de vârstă și dezechilibrul transcriptomului asociat lungimii ar putea deschide noi direcții de cercetare pentru intervențiile anti-îmbătrânire”, concluzionează autorii.

Studiul a fost publicat în Nature Aging.

Vă recomandăm să citiți și:

Iată cum ne ajută cititul să ne păstrăm memoria pe măsură ce îmbătrânim

Stresul pandemic duce la îmbătrânirea prematură a creierului tinerilor

Fricile din copilărie pot juca un rol decisiv în apariția anxietății și a depresiei la maturitate

De ce ne îmbolnăvim iarna?