2023 Autor: Bailey Leapman | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2023-05-20 22:44
Washingtoni ülikooli teadlased on leidnud geneetilise raja, mis ühendab toitainete reaktsiooni ja vananemisprotsessi, teatasid nad ajakirja Science 18. novembri numbris. Teadlased on juba ammu teadnud, et toidutarbimise järsk vähendamine pikendab mudelorganismide, näiteks hiirte, eluiga, kuid uued tulemused viitavad võimalikule mehhanismile, mille kaudu drastiline kalorite piiramine mõjutab vananemist.
Kui teadlased õpivad rohkem tundma eluiga mõjutavate biokeemiliste protsesside kohta, võivad nad ühel päeval neid protsesse sihikule võtta, et vähendada vanusega seotud haiguste, nagu südamehaigused või diabeet, mõju.
UW teadlased viisid läbi pärmirakkude genoomi hõlmava sõeluuringu, et leida, millised geenid ja neile vastavad valgud mõjutavad eluiga. Kaks valku, nimega Tor1 ja Sch9, on signaalmolekulid, mis on seotud toitainete omastamisega paljudes erinevates organismides. Nende tulemused viitavad sellele, et samad või väga sarnased valgud võivad olla seotud nii toitainete vastusega kui ka inimeste vananemisprotsessiga.
"Idee seisneb selles, et tuvastada vananemisega seotud teed pärmis ja viia need kõrgematesse organismidesse, nagu hiired ja lõpuks ka inimesed," selgitas Brian Kennedy, UW meditsiinikooli biokeemia dotsent ja üks uuringu peamised autorid. Ta tegi projekti kallal koostööd Matt Kaeberleiniga, kes on Stanley Fieldsi labori järeldoktor, UW genoomiteaduste professor ja Howard Hughesi meditsiiniinstituudi uurija.
Pärast kümne eluiga reguleeriva geeni leidmist testisid teadlased kahte – Tor1 ja Sch9 –, et kinnitada nende seost kaloripiiranguga. Ühes testis kombineeriti kaloripiirangut Tor1 geneetilise mutatsiooniga, mis vähendas signaaliülekannet TOR rajal. Nad nägid saadud pärmirakkude eluea pikenemist, mis oli ligikaudu samasugune kui rakul, millel oli ainult Tor1 mutatsioon, mis näitab, et mutatsioon tegi sama, mis kalorite piiramine.
"TOR-rada on evolutsiooniliselt konserveerunud, mis tähendab, et see on ühine paljudele eluvormidele," ütles Kaeberlein. "Soovime teada, kas see on viis, mille kaudu kalorite piiramine mõjutab eluiga. Arvame, et see võib olla põhjus, miks hiired elavad kaloripiiranguga kauem, kuna TOR-rada on alareguleeritud."
Kaks teadlast kavatsevad just selle välja selgitada, uurides edasi hiirte TOR-rada. Erinev alt pärmist on see geen hiirte eluks hädavajalik, mistõttu nad ei saa geeni täielikult kustutada. Kuid hiirtel on kaks TOR-geeni koopiat, mis tähendab, et teadlased saavad ühe koopia välja lüüa, vähendades sisuliselt TOR-i raja aktiivsust poole võrra. Seejärel saavad nad uurida nende hiirte eluiga võrreldes teistega ja uurida ka mutantide vanusega seotud seisundite progresseerumist, et näha, kas TOR-i signaalide vähendamine mõjutab neid haigusi.
Teine signaalvalk, mille teadlased leidsid pärmiuuringus Sch9, on pärmiversioon teisest signaalvalgust nimega AKT, mida leidub inimestel ja teistel imetajatel. AKT on seotud insuliini ja insuliinitaolise kasvufaktori (IGF-1) radade reguleerimisega ning on leitud, et see mõjutab ka teiste mudelorganismide eluiga. "Selle raja kaasamine elueale on kooskõlas insuliini/IGF-1 reaktsiooni teooriaga loomadel ja inimestel," selgitas Kaeberlein. "See teooria ütleb põhimõtteliselt, et kõrge toitainete tase paneb organismi kasvama kiiremini ja suuremaks, kuid vähendab ka eluiga. See võib olla üks põhjus, miks piiratud kalorisisaldusega hiired elavad kauem, kuid on väiksemad kui teised hiired."
Teadlased tunnistavad, et mudelorganismide ja inimeste eluea pikendamiseks võib olla mitu võimalust. Siiski on näidatud, et äärmuslik kalorite piiramine on ainus protsess, mis mõjutab vananemist üldiselt. See mitte ainult ei pikenda organismi üldist eluiga, vaid vähendab ka vananemise ja vanusega seotud haiguste kurnavat mõju. Piiratud kalorisisaldusega hiired ei ela mitte ainult kauem, vaid ka kauem tervena.
"Kalorite piirang toimib vananemismehhanismi algtasemel," ütles Kennedy. "Kui me mõistame, kuidas see toimib, siis võib-olla saate sihtida neid protsesse reguleerivaid geene või valke ning muuta vananemist ja selle mõju ilma kaloritarbimist vähendamata."
