Keskimääräinen ihmisen elinkaari neoliittisesta ajasta 1800-luvun alkuun ei ylittänyt 30 vuotta. Jo melko hiljaisessa 1940 elinajanodote Neuvostoliitossa oli noin 40 vuotta ja Skandinavian edullisimmissa maissa - 60 vuotta. Ja vasta äskettäin, lääketieteen nopean kehityksen ansiosta ihmiset alkoivat elää niin kauan kuin koskaan ennen (he jopa ajattelivat massiivista siirtymistä yli 100-vuotisen merkinnän).
Mutta valitettavasti pitkään eläminen ei tarkoita pysymistä vahvana ja terveenä. Ja tänään suurin osa vanhoista ihmisistä, jotka ovat saavuttaneet pitkälle edenneet vuodet, ovat kärsineet kroonisista ikään liittyvistä sairauksista vuosikymmenien ajan, toisinaan unelmansa poistumisesta kuolevaisesta maailmasta mahdollisimman pian.
Tutkijat etsivät edelleen biologisia tekijöitä, jotka johtavat soluvaurioihin ajan myötä. Nyt Harvardin yliopiston tutkijat ovat löytäneet yhteyden ikääntymisen ja yhden tärkeimmän biologisen prosessin, joka tunnetaan nimellä RNA-silmukointi, välillä. Tämä löytö ei vain valaise molekyylimekanismin merkitystä elämän pidentämisessä, mutta vihjaa myös mahdollisuudelle virittää se terveelliseen ikääntymiseen.
"Se, mikä tappaa Alzheimerin hermosoluja, eroaa varmasti sydän- ja verisuonisairauksien syistä, mutta ikääntyminen on kaikkien näiden sairauksien tärkein riskitekijä", sanoi tutkimuksen vanhempi kirjoittaja William Mair. - Siksi yksi suurimmista kysymyksistä - onko molekyylijärjestelmien työssä yleistä periaatetta, jonka avulla tällaiset sairaudet saavat jalansijaa elimissä?
Ymmärtääksesi, miten ikääntyminen voi häiritä RNA-silmukointia, on ensin syytä muistaa, kuinka proteiinimolekyylit syntetisoidaan, jotka ovat ihmiskehon solujen päärakennusaineita ja säätelevät myös elinten ja kudosten toimintaa. Niiden valmistukseen tarkoitetut "reseptit" koodataan geneettiseen koodiin ja säilytetään kunkin solun ytimessä, kuten kirjastossa.
Uuden proteiinin luominen alkaa siitä, että erillisen DNA-osan - geenin - pohjalta rakennetaan ns. Lähetti-RNA, koodissa koodatut aminohapot kootaan proteiiniksi.
Mutta geenit, kuten niiden perusteella rakennetut RNA-molekyylit, sisältävät ei-koodaavia alueita, jotka on leikattava silmukoinnin aikana ennen proteiinisynteesin aloittamista.
RNA: n ja proteiinien vakaa tuotanto on avainta pysyäkseen nuorena ja terveenä, joten tutkijat halusivat tietää, millaisia vaikutuksia ikkunan väistämättä tapahtuvilla silmukoinnin muutoksilla on.
Mainosvideo:
Mayr ja hänen kollegansa kokeilivat ascaris-matoa Caenorhabditis elegans, joka on perinteinen ja hiukan legendaarinen malli-organismi biologiassa. Tämä on ensimmäinen eläin, jonka genomi on dekoodattu, ja täydellinen kartta hermostohermoista on koottu. Lisäksi pyörömatosta voi tulla ensimmäinen elävä olento, joka matkustaa Marsiin lähitulevaisuudessa. On tärkeää, että C. elegansilla on suunnilleen sama määrä geenejä kuin ihmisillä, joten sitä käytetään laajalti geenitutkimuksessa.
"Ascaris on erinomainen aihe ikääntymisen tutkinnassa, koska nämä madot elävät vain kolme viikkoa ja tänä aikana niissä on selviä merkkejä ikään liittyvästä kuivumisesta", selittää tutkimuksen ensimmäinen kirjoittaja Caroline Heintz. "Esimerkiksi he menettävät lihasmassaa, heidän lisääntymisfunktionsa heikkenee, heidän immuunijärjestelmänsä heikkenee ja jopa ryppyjä ilmaantuu iholle."
Koska matasolut ovat läpinäkyviä, tutkijat pystyivät merkitsemään yksittäiset geenit fluoresoivilla proteiineilla ja seuraamaan reaaliajassa kuinka silmukointiprosessi muuttuu pyöreän ikääntyessä. Viiden päivän kuluessa ryhmä ei pystynyt tunnistamaan populaation yksilöitä, joissa silmukointi pysyi normaalitasolla pidempään kuin muut, vaan myös ennustamaan tarkasti kunkin madon elinkaaren näiden muutosten dynamiikan perusteella.
"Tämä on todella mielenkiintoinen tulos, joka viittaa siihen, että joskus voimme käyttää silmukoita biomarkkerina havaitakseen ikääntymisen varhaiset merkit", Heinz sanoo. Mutta ei vain tämä teki tutkijoita onnelliseksi, mutta myös toinen tärkeä tulos.
Myöhemmin tutkijat kehittivät ruokavaliorajoitusjärjestelmän, joka, kuten aikaisempi työ osoitti, voi pidentää matojen (ja ei vain) elämää. Seurauksena pyöreämatojen silmukointiprosessi pysyi jatkuvasti "nuorekas" tasolla eikä muuttunut iän myötä.
Viimeisessä vaiheessa joukkue keskittyi erilliseen liitosprosessin elementtiin, joka tunnetaan liitostekijänä 1 (SFA-1). Se on osa splitsosomista, massiivisesta molekyylirakenteesta, joka osallistuu suoraan RNA: n ei-koodaavien alueiden poistamiseen. Kävi ilmi, että SFA-1-tason nousu soluissa pidentää ascariksen ikää. Tämä löytö on erityisen tärkeä, koska samanlainen elementti on läsnä silmukkamekanismissa ihmisissä.
"Nämä uskomattomat tulokset osoittavat, että muuttunut RNA-silmukointi voi olla yksi tärkeimmistä merkkeistä ikääntymisprosessissa", Mayr sanoo. "Työmme avaa aivan uuden tutkimusalueen, joka voi auttaa meitä ymmärtämään, kuinka pidentää elämää ja pysyä terveinä."
Lisätietoja amerikkalaisten tutkijoiden työstä löytyy Nature-lehdessä julkaistusta artikkelista.