Vananemise geneetika: uus uuring ütleb, et rakkude jagunemise vead võivad olla levinud seos

Vananemise geneetika: uus uuring ütleb, et rakkude jagunemise vead võivad olla levinud seos
Vananemise geneetika: uus uuring ütleb, et rakkude jagunemise vead võivad olla levinud seos
Anonim

La Jolla CA., 31. märts 2000 – Järkjärgulised geneetilised muutused võivad olla paljude, kui mitte kõigi vananemisega seotud haiguste, sealhulgas rinnavähi, osteoporoosi, Alzheimeri tõve ja artriidi allikaks. La Jollas asuva Scrippsi uurimisinstituudi (TSRI) Skaggsi keemilise bioloogia instituudi ja Novartise uurimisfondi genoomikainstituudi teadlaste uus uuring, mis avaldati ajakirja Science viimases numbris, järeldab, et inimeste vananemine ja sellega seotud haigused ja tingimusi võib jälgida rakkude jagunemisvigade järkjärgulisel suurenemisel kudedes kogu kehas.See funktsionaalne muutus algab aeglaselt keskeas ja suureneb järk-järgult vanuse kasvades.

Artikli "Mitootiline väärregulatsioon ja inimese vananemine" autori Richard A. Lerneri sõnul tähistab see radikaalset muutust inimeste vananemisest mõtlemises. Kuigi teadlased on uskunud, et vananemine on haigus, mille puhul rakud lõpetavad jagunemise, viitab see uuring, et vananemine on tõesti kvaliteedikontrolli haigus. Sel juhul on toodetud toode uus rakk. Vananedes põhjustab muutunud geeniekspressioon vähenenud funktsiooniga rakke." Dr Lerner on TSRI president, Lita Annenberg Hazen immunokeemia professor, Cecil H. ja Ida M. Green keemia õppetool ning Skaggsi keemilise bioloogia instituudi ja keemiaosakonna professor.

Kätte jagamise vead on võti

Rakkude jagunemise vead põhjustavad rakkudes võtmegeenide kogumi ekspressiooni muutumist.Muutunud geeniekspressioon põhjustab järk-järgult kudede funktsiooni kaotust, mille tulemuseks on vananemine. Erinev alt vähkkasvajatest, mille puhul rakud on ühtlaselt düsfunktsionaalsed, toimub vananemine erinevates kehaosades mosaiikmustriga erineva kiirusega. "Meie uuringud seovad vananemise mõjud ühte paketti, tuvastades kogu keha vananevates kudedes ühise elemendi," jätkas dr Lerner.

Dr. Lerner märkis, et "Inimese genoomi projekt on bioloogia osakeste füüsika eksperiment. Selle tohutu jõupingutuse tõttu läheb teadus keerulisemaks. Genoomi jõu kasutamiseks astume suure teaduse ajastusse; ilma erakordse kingituseta Skaggsi perekonnast poleks seda tööd saanud teha." Uuringut rahastas The Skaggs Institute for Research – algatus, mis sai võimalikuks tänu Aline W. ja L.S. 100 miljoni dollari suurusele kingitusele. Skaggs. TSRI teadlased tegid projekti raames koostööd kolleegidega Novartise uurimisfondi genoomikainstituudist.

Dr. Lerner ja tema kaasautorid Dr. Danith H. Ly, David J. Lockhart ja Peter G. Schultz uurisid geeniregulatsiooni aktiivselt jagunevates rakkudes, mis on annetatud noortelt, kesk- ja eakatelt patsientidelt ning neilt, kellel on progeeria, haruldane geneetiline häire, mida iseloomustab kiirenenud vananemine. Autorid märgivad, et 61 enam kui 6000 uuritud geenist näitasid järjepidevaid muutusi rohkem kui kaks korda noorelt keskeani.

Rohkem kui pooled 61 geenist võiks rühmitada kahte funktsionaalsesse klassi; geenid, mille saadused on seotud rakutsükli kulgemisega, ja need, mis on seotud rakuvälise maatriksi säilitamisega – karkassiga, mille külge kinnitub enamik rakke ja mis moduleerib raku funktsioone. Teadlased usuvad, et nende kahe klassi geenide paljusus võrreldes teistes rakuprotsessides osalevate geenide väiksema arvuga võib peegeldada nendevahelise koordineeritud reguleerimise erinevat taset. See tähelepanek on oluline, sest see aitab teadlastel paremini mõista geenide üksteisega suhtlemise tähtsust.Mõned usuvad, et geenide koostoimed võivad olla olulisemad kui üksikute geenide mõju.

Geneetilised seosed konkreetsete vanusega seotud haigustega

Lisaks vananemismehhanismi väljatoomisele näitas uuring ka mitmeid muutunud ekspressiooniga geene, mida võib seostada vanusega seotud haigustega. Mõned neist hõlmavad BARD-i (BRCA-1-ga seotud ringdomeen), mis on kasvaja supressori BRCA-1 oluline sidumispartner; hFRP-1, muteerunud AT (Ataxia-Telangiecstatia) analoog, mis on seotud progresseeruva neurodegeneratiivse haiguse ja enneaegse vananemisega; -kristalliin, kuumašoki valk, mis on üleekspresseeritud neuroloogiliste häirete, nagu Alzheimeri tõve, hajusa Lewy kehahaiguse ja Alexanderi tõve korral, samuti on see seotud juveniilse katarakti tekkega; hüaluroonhappe süntaas ja maatriksi metalloproteinaas, mis mõlemad mängivad rolli artriidi korral; ja COX-2, neerude, südame ja munasarjade funktsioonide jaoks vajalik võtmeensüüm. Nende geenide muutunud ekspressioon võib vananedes kaasa aidata vanusega seotud rinnavähile, neurodegeneratiivsele haigusele, artriidile ja defektidele muudes kudedes, nagu neerud, süda ja munasarjad.

See pole esimene kord, kui dr Lerner teeb dr Schultziga koostööd. Nende töö antikehade ensüümideks muutmisel, mis võimaldab katalüüsida keemilisi reaktsioone, mida peetakse klassikaliste keemiliste protseduuridega võimatuks, on pälvinud rahvusvahelist tähelepanu. Selle teadussaavutuse tunnustuseks said nad 1994. aastal Wolfi keemiaauhinna ja 1996. aastal valiti California aasta teadlasteks.

Autorid märgivad, et nende uuringud ei ole lõplikud ja enne vananemisprotsessi täielikku mõistmist keerukates organismides on vaja täiendavaid uuringuid, kuid tuvastatud mehhanismid aitavad kaasa vananemisele ja vanusega seotud probleemidele. Dr Lerner märkis: "Me vajame laiemaid analüüse selle kohta, kuidas geenid toimivad, kuidas nad üksteisega ja keskkonnaga suhtlevad. See uurimus toob meid lähemale konkreetsete vanusega seotud haigustega seotud geenide tuvastamisele ning võimalikele ennetus- ja/või ennetusviisidele. neid ravida."

Scrippsi uurimisinstituut on Ameerika Ühendriikide suurim erasektori mittetulunduslik biomeditsiiniuuringute organisatsioon. Seda on tunnustatud oma molekulaar- ja rakubioloogia, keemia, immunoloogia, neuroteaduste, molekulaar- ja eksperimentaalmeditsiini ning vaskulaarbioloogia alaste alusuuringute eest. Eriti märkimisväärne on instituudi töö molekulaarbioloogia ja bioorgaanilise keemia seostes; Sellel areenil on Skaggsi Keemilise Bioloogia Instituudis tehtud töö tõttu TSRI üks käputäie maailma juhtivaid keskusi. Praegu paikneb mitmes laborihoones, mille pindala on üle miljoni ruutjalga. Instituudi töötajate hulka kuulub umbes 260 õppejõudu, 1000 järeldoktorant, 1500 tehnilise ja haldusabi töötajat ning 130 doktoranti. TSRI filosoofia rõhutab bioteaduste alusteadmiste loomist meditsiiniliste ja materiaalsete avastuste rakendamiseks; teaduse fundamentaalsete edusammude poole püüdlemine interdistsiplinaarsete programmide ja koostöö kaudu; ning teadlaste haridust ja koolitust, kes valmistuvad järgmise põlvkonna teaduslike väljakutsetega toimetulemiseks.

Populaarne teema