MIT-i teadlased avastasid uut teavet vananemisvastase geeni kohta

MIT-i teadlased avastasid uut teavet vananemisvastase geeni kohta
MIT-i teadlased avastasid uut teavet vananemisvastase geeni kohta
Anonim

Geeni funktsioon võib olla seotud pärmseente ja kõrgemate organismide ainevahetusega

CAMBRIDGE, Massachusetts – MIT-i teadlased teatasid 17. veebruari Nature väljaandes, et pärmis sisalduv vananemisvastane geen on ensüüm. See ensüüm võib välja lülitada terveid genoomi osi, aeglustades organismi vananemisprotsessi. Miljoni dollari küsimus on selles, kas geen Silent Information Regulator on inimeste pikaealisuse tegur.

Massachusettsi ülikooli bioloogiaprofessori Leonard P. Guarente uuring; Shin-ichiro Imai, bioloogia järeldoktor; ja bioloogia magistrandid Christopher M.Armstrong ja Matt Kaeberlein osutavad ka seosele organismi ainevahetuse aeglustamise ja vananemise aeglustamise vahel.

Nende tulemused võivad heita valgust erinevatele uuringutele, mis on näidanud, et kalorite tarbimise piiramine 70 protsendini norma altasemest pikendab oluliselt pärmseente, vihmausside, hiirte ja võib-olla ka primaatide eluiga. "See on esimene konkreetne märk, et (genoomi) vaigistamine ja ainevahetus on omavahel seotud," ütles Guarente.

Täpsem alt, geen nimega SIR2 osutub histooni deatsetülaasiks – ensüümiks, mis aktiveerib kromosoomides DNA-ga seotud valke. "See seletaks selle võimet vaigistada" või lülitada välja terved genoomi osad, ütles Guarente.

Igas rakus on mõned geenid aktiivsed või sisse lülitatud, teised aga vaigistatud. Näiteks meie naharakud on geneetiliselt identsed ajurakkudega, kuid igaüks neist on enne sündi programmeeritud väljendama teatud geene ja mitte teisi, sarnaselt sellele, nagu klaveril erinevate klahvikombinatsioonide löömine toob kaasa erinevad akordid.

SIR2 suudab kindlaks teha, kas terved geneetilise "klaviatuuri" lõigud on piiranguteta. See võib omakorda ära hoida vanusega seotud probleeme, mis ilmnevad organismi eluea lõpus, nagu genoomi ebastabiilsus ja sobimatu geeniekspressioon. Rakkude vananedes lülituvad mõnikord välja geenid, mis olid alati välja lülitatud, põhjustades probleeme, mis võivad viia rakusurma.

Guarente ja kolleegid on SIR2-d uurinud peaaegu kümme aastat. Nad leidsid, et organismidel, nagu pärm, millele on antud SIR2 geeni lisakoopia, on pikem eluiga kui neil, kellel pole lisakoopiat. Kui pärmis puudub SIR2 üldse, lüheneb rakkude eluiga.

AINEBOOLNE LINK

Teadlased leidsid ka, et SIR2 vajab aktiveerimiseks nikotiinamiidadeniindinukleotiidi (NAD). Kõigi rakkude poolt toodetud NAD on kaasensüümid, mis aitavad mõnes oksüdatsiooni-redutseerimisreaktsioonis elektrone ja vesinikku üle kanda. (Toidus sisalduvaid antioksüdante on seostatud madalama vähi esinemissagedusega ja aeglustades vananemisprotsessi.) "Kuigi NAD ja NADH on oksüdatsiooni-/redutseerimisreaktsioonides sagedased ensüümi kaastegurid, on see meie teadmiste kohaselt esimene näide, kus NAD käivitab selge ensümaatilise reaktsiooni," kirjutasid autorid.

"NAD-ühendus tekkis ootamatult, kuid sellel on huvitav tähendus: NAD võib olla signaal rakkude metaboolse seisundi kohta, " ütles Guarente. "Kui organism on kalorinäljas, võib NAD-i tase tõusta. Rohkem NAD-i tähendab SIR2 aktiveerimist, mis vaigistab genoomi osad ja pikendab eluiga."

Guarente oletas, et SIR2 puudutab raku NAD-i taset, et saada teavet ainevahetuse toimimise kohta, seejärel "otsustab", mida vaigistamiseks ette võtta. Kui NAD-tasemed on kõrgemad, toimub vaigistamine.

Järgmine suur test on kalorite vähendamise katse katsetamine populatsiooniga, millest SIR2 geen on eemaldatud. Kui organismi eluiga ei pikendata, viitab see tugevale seosele SIR2 ja kalorite vähendamise vahel.

PÄRMIST INIMERAKUNI

Guarente on avastanud, et vananevate pärmirakkude tuumas – tuuma osas – on muutusi. Ta on avastanud, et vanemate rakkude tuumas näpistub osa raku geneetilisest materjalist, ribosomaalse DNA ringikujuline tükk, kromosoomi küljest ära. Need mähised kogunevad rakku, põhjustades selle suurenemise ja lõpuks suremise.

Genoomi osade vaigistamise abil näib SIR2 seda nähtust vähendavat.

SIR2-ga sarnaseid geene on tuvastatud paljudes organismides, alates bakteritest kuni inimesteni. "Kõik uuringud viisid meid selle geenini, " ütles Guarente. Võti on nüüd välja selgitada, mida geen teeb ja kuidas see täpselt töötab. Loodetavasti suudavad teadlased ühel päeval sekkuda inimeste vananemisprotsessi ja võib-olla pidurdada seda.

"Kui suudame SIR2 kauem aktiivsena hoida, võime vananemist aeglustada," ütles ta.

Seda tööd rahastavad Human Frontier Science Program Organization, National Institutes of He alth, Seaver Foundation, Ellison Medical Foundation ning Howard ja Linda Sterni fond.

Populaarne teema