إعادة التفكير في التجاعيد: الجينات الرئيسية تسبب الشيخوخة
إعادة التفكير في التجاعيد: الجينات الرئيسية تسبب الشيخوخة
فيديو: إعادة التفكير في التجاعيد: الجينات الرئيسية تسبب الشيخوخة
فيديو: أهم ثلاث نصائح لمحاربة علامات التقدم بالعمر والشيخوخة 2023, شهر فبراير
Anonim

الجينات الرئيسية ، وليس تلف الخلايا والحمض النووي ، هي أسباب الشيخوخة.

إنه يصيب كل مخلوق على هذا الكوكب ، ويحلم الجميع بمضاد له. ولكن حتى بعد عقود من البحث ، تظل الشيخوخة إلى حد كبير لغزا. تشير نتائج الأبحاث الجديدة الآن إلى وجود سبب وجيه لهذا المأزق: ربما كان العلماء يفكرون في أسباب الشيخوخة كلها بشكل خاطئ. بدلاً من أن تكون نتيجة لتراكم الضرر الجيني والخلوي ، تشير أدلة جديدة إلى أن الشيخوخة قد تحدث عندما تنحرف البرامج الجينية للتنمية.

فكرة أن الإجهاد والأشكال التفاعلية للأكسجين - "الجذور الحرة" التي هي منتجات ثانوية طبيعية لعملية التمثيل الغذائي - تسبب الشيخوخة قد هيمنت على المجال لمدة 50 عامًا. أظهرت الدراسات التي أجريت على دودة Caenorhabditis elegans أن تقليل التعرض لأنواع الأكسجين التفاعلية يزيد من العمر الافتراضي ، كما أن الديدان التي تم تربيتها لتعيش لفترة أطول تكون أيضًا أكثر مقاومة للإجهاد. لكن القليل من الدراسات ربطت بشكل قاطع الضرر التأكسدي بوظيفة الخلايا المتغيرة.

لاحظ العلماء أيضًا أن التغيرات الجينية الجوهرية تصاحب الشيخوخة. مع تقدم الفئران في العمر ، يصبح الجين المسمى p16INK4a ، الذي يتحكم في نمو الخلايا وتجديدها ، أكثر نشاطًا في معظم الأنسجة ، مما يمنع الخلايا من التجدد بسهولة كما تفعل الخلايا الأصغر استجابةً للإصابة أو المرض. وبالمقارنة مع الخلايا الجذعية للعضلات لدى الفئران الصغيرة ، فإن الفئران الأكبر سنًا تتراكم مجموعة من البروتينات التي تحول العضلات بمرور الوقت إلى نسيج دهني ليفي.

ومع ذلك ، فإن هذه النتائج لم تفعل شيئًا يذكر لتحدي فكرة أن الشيخوخة هي نتيجة تراكم الضرر ، لأن هذه التغييرات الجينية قد تكون ببساطة نتيجة للشيخوخة وليس الجاني. يقول براين كينيدي ، عالم الكيمياء الحيوية بجامعة واشنطن: "هذا هو التحدي دائمًا ، محاولة الحصول على السبب والنتيجة". وعلى الرغم من أن الدراسات أظهرت أن تغيير التعبير عن جينات معينة يمكن أن يؤثر على عمر الكائن الحي ، فمن غير الواضح ما إذا كانت هذه الجينات متورطة بالفعل في عملية الشيخوخة الطبيعية.

ومع ذلك ، تشير ورقة بحثية حديثة نُشرت في مجلة Cell إلى أن البرامج الجينية تؤدي بالفعل إلى الشيخوخة. قارن العلماء في جامعة ستانفورد وجامعة كولورادو في بولدر الجينات التي تعمل في الديدان الخيطية الصغيرة مع تلك التي يتم التعبير عنها في الديدان القديمة. على الرغم من اختلاف أكثر من 1000 جين ، إلا أن معظمها كان تحت سيطرة ثلاثة فقط ، تسمى ELT-3 و ELT-5 و ELT-6. هذه الجينات عبارة عن مفاتيح تبديل جزيئية لعوامل النسخ تعمل على تشغيل الجينات الأخرى وإيقافها. يوضح عالم الأحياء التنموي بجامعة ستانفورد والمؤلف المشارك في الدراسة ستيوارت كيم: "كانت هناك مئات الأشياء التي انحرفت ، ولكن تم إرجاعها جميعًا إلى عوامل النسخ الثلاثة هذه" ، والتي من المعروف أنها تشارك في تطوير خلايا غشائية متخصصة. اختلف التعبير عن عوامل النسخ الثلاثة أيضًا في الديدان الصغيرة والكبيرة.

لمعرفة ما إذا كان تراكم الضرر قد أثر في النهاية على عوامل النسخ هذه ، قام العلماء بتعريض الديدان للإجهاد التأكسدي والعدوى والإشعاع ، لكن لم يؤثر أي شيء على تعبير العوامل. يقول كيم إن التغييرات "تبدو جوهرية في جينوم الدودة" ، ولم تحدث بسبب التأثيرات الخارجية. بالإضافة إلى ذلك ، عندما توقف الباحثون عن التعبير عن ELT-5 و ELT-6 ، والتي تصبح عادة أكثر نشاطًا في الشيخوخة ، عاشت الديدان لفترة أطول بنسبة 50 في المائة. يقول كيم: "لقد فوجئت تمامًا".

تتفق نتائج الدراسة أيضًا مع الحكمة التقليدية التي تربط بين العمر الافتراضي وتقليل السعرات الحرارية المتناولة. وجد الباحثون أن عوامل النسخ الثلاثة تخضع لسيطرة مسار الإشارات الشبيه بالأنسولين ، والذي يتحكم في كيفية تغير التمثيل الغذائي للكائن استجابةً للمجاعة. يقول كيم إن أحد الأشياء التي يقوم بها مسار الإشارات الشبيه بالأنسولين خلال فترات تقييد السعرات الحرارية ، هو إعادة ضبط عوامل النسخ ELT ونظيراتها في الكائنات الحية الأخرى "إلى حالة أصغر سناً". يعتقد العلماء أن مركب نبات ريسفيراترول ، الذي يزيد من عمر بعض الكائنات الحية ، يحاكي تأثيرات تقييد السعرات الحرارية ويعيد ضبط هذه المسارات أيضًا.

لا يعتقد كيم أن عوامل النسخ مبرمجة لتحفيز الشيخوخة. بدلا من ذلك ، يتكهن ، تصبح وظيفتها غير متوازنة مع تقدم الديدان في السن. فالتطور ، بعد كل شيء ، يختار الجينات التي تساعد الأفراد على التكاثر ، ولكن بمجرد أن تتجاوز الكائنات الحية سن التكاثر ، فإنها لم تعد خاضعة لسيطرتها. يلاحظ كيم أن "أنظمة بيولوجية كاملة تنجرف بعيدًا عندما لا تهتم الطبيعة بعد الآن". قد تلعب ELT-3 و ELT-5 و ELT-6 دورًا مهمًا في تطوير الديدان الصغيرة ، ولكن بعد انتهاء عملها ، يمكن أن تنحرف وظيفتها - وهذا "الانجراف التنموي" ، كما يسميه كيم ، يمكن في الواقع تسبب الشيخوخة.

لا تثبت الدراسة أن الشيخوخة في الديدان مدفوعة فقط بالانحراف التطوري ، كما يلاحظ كينيدي. يمكن أن يلعب كل من تراكم الضرر والانجراف دورًا ، ويمكن أيضًا أن تشارك دوائر وراثية أخرى. لكنه يشير إلى أن الورقة البحثية تمنح العلماء بالتأكيد "شيئًا آخر للتفكير فيه فيما يتعلق بما قد يؤدي إلى عملية الشيخوخة". "إنها تقدم فرضية جديدة يمكن اختبارها بمزيد من التفصيل".

ماذا يمكن أن تعني هذه النتائج للناس؟ إذا كانت الشيخوخة في الأساس عملية وراثية ، فمن الممكن أن يكون من الممكن منعها في يوم من الأيام. ومع ذلك ، لا أحد يعرف حتى الآن ما إذا كانت النظائر البشرية لجينات ELT - المسماة عوامل النسخ GATA - قد تكون متورطة أيضًا في الشيخوخة الطبيعية ، لكن هذا سؤال يأمل كيم وزملاؤه في معالجته قريبًا. يقول كيم: "نحن نعرف كيف تعمل التنمية البشرية". "الآن علينا فقط معرفة أي من هذه المسارات لا تعمل بشكل جيد مع كبار السن."

شعبية حسب الموضوع