Satu kajian baru bertambah dan mengukuhkan hubungan yang telah menyebabkan saintis mencadangkan "teori transposon penuaan."

"Setakat ini terdapat persatuan dan cadangan yang kita semua masuk akal, tetapi perbezaan sains adalah bahawa anda memerlukan data untuk menyokong pendapat anda."

Transposon adalah unsur penyangak DNA yang membebaskan diri dalam sel-sel penuaan dan menulis semula diri mereka di tempat lain dalam genom, yang berpotensi mewujudkan huru-hara yang memendekkan jangka hayat dalam pembuatan tisu genetik.

Apabila sel-sel menjadi lebih tua, kajian-kajian terdahulu telah menunjukkan, bengkak heterochromatin yang luka yang biasanya memecah transposon menjadi longgar, membolehkan mereka melepaskan kedudukan mereka dalam kromosom dan bergerak ke arah yang baru, mengganggu fungsi sel normal. Sementara itu, para saintis telah menunjukkan bahawa intervensi yang berpotensi yang berkaitan, seperti menyekat kalori atau memanipulasi gen tertentu, dapat memperjelaskan memanjangkan umur hidup di haiwan makmal.

"Dalam laporan ini langkah besar ke hadapan adalah ke arah kemungkinan hubungan kausal yang benar," kata Stephen Helfand, seorang profesor biologi di Brown University dan penulis kanan kajian baru dalam Prosiding National Academy of Sciences. "Setakat ini terdapat persatuan dan cadangan yang kita semua masuk akal, tetapi perbezaan sains adalah bahawa anda memerlukan data untuk menyokong pendapat anda."

Menyambungkan titik-titik

Keputusan baru, yang diketuai oleh penyelidik fakulti Jason Wood, berasal dari beberapa eksperimen yang menyeluruh dan langsung dalam menghubungkan titik di antara melemahnya heterokromatin, peningkatan ekspresi transposon, penuaan, dan jangka hayat.

Dalam satu set eksperimen, pasukan itu secara visual menangkap unsur-unsur transposable dalam tindakan melompat di dalam lalat buah ketika mereka berusia. Mereka memasukkan potongan genetik khas ke dalam sel-sel badan lemak, bersamaan dengan hati manusia dan sel-sel lemak dalam lalat yang akan bercahaya hijau terang apabila unsur-unsur transposable tertentu bergerak dalam genom. Di bawah mikroskop, para saintis dapat melihat corak yang jelas tentang bagaimana "perangkap" bersinar yang menyala semakin banyak seperti lalat berumur.

Peningkatan aktiviti transposon tidak mantap apabila lalat lebih tua. "Lalat mencapai umur tertentu dan kemudiannya lebih cepat," kata Wood. Data menunjukkan bahawa tempoh masa di mana aktiviti unsur transposable benar-benar mulai meningkat adalah berkaitan dengan erat dengan masa apabila lalat mula mati.

Beberapa eksperimen di dalam kertas juga menunjukkan bahawa campur tangan utama sudah diketahui meningkatkan umur, diet rendah kalori, secara mendadak melambatkan permulaan aktiviti transposon yang meningkat.

Untuk meneroka hubungan antara ekspresi transposon dan jangka hayat, pasukan menguji kesan memanipulasi gen yang dikenali untuk meningkatkan penindasan heterochromatin yang tidak hanya terdapat pada lalat, tetapi juga pada mamalia. Sebagai contoh, peningkatan ekspresi gen Su (var) 3-9, yang membantu membentuk heterochromatin, umur hidupan maksimum yang dilanjutkan dari 60 hingga hari 80. Peningkatan ungkapan gen yang dipanggil Dicer-2, yang menggunakan laluan RNA kecil untuk menyekat transposon, ditambah dengan ketara pada jangka hayat.

Akhirnya, mereka menunjukkan bahawa ubat anti-HIV yang dipanggil 3TC, yang menghalang pengaktifan transposon dan pergerakan mereka ke dalam jawatan baru dalam genom, boleh memulihkan jangka hayat ke lalat yang mempunyai mutasi yang melumpuhkan Dicer-2.

Langkah seterusnya

Untuk semua keputusan baru, Helfand mengatakan masih belum cukup waktu untuk menyatakan secara terang-terangan bahawa transposon adalah penyebab kesan kesihatan penuaan. "Mereka membuat cerita yang kuat," katanya. "Kami mula meletakkan daging pada rangka."

Tetapi percubaan baru dirancang. Sebagai contoh, pasukan itu sengaja menggalakkan ungkapan unsur-unsur transposable untuk melihat jika ia menjejaskan kesihatan dan jangka hayat. Satu lagi pendekatan boleh menggunakan teknik penyuntingan gen CRISPR yang kuat untuk melumpuhkan keupayaan elemen transposable untuk menggerakkan dalam genom. Sekiranya intervensi itu menjejaskan jangka hayat, ia akan memberitahu juga, kata Helfand.

Pasukan ini juga terus membangunkan campur tangan dadah dengan harapan meningkatkan keberkesanannya dan mempelajari lebih lanjut tentang keselamatannya.

Brown juga memimpin geran baru dengan New York University dan University of Rochester untuk memajukan lagi kajian transposon dalam penuaan.

Walaupun transposon kelihatan menjadi faktor penting dalam penuaan, Helfand dan Wood berkata, mereka mungkin hanya sebahagian daripada satu set proses yang lebih luas yang menjejaskan kesihatan dari semasa ke semasa. "Terdapat banyak mekanisme yang berpotensi yang mempengaruhi proses penuaan," kata Wood. "Terdapat banyak perkara yang berlaku, tetapi kami fikir ini adalah salah satu daripada mereka."

Institut Kesihatan Nasional dan Persekutuan Amerika untuk Penuaan Penyelidikan membiayai penyelidikan.

sumber: Universiti Brown

Buku-buku yang berkaitan

at InnerSelf Market dan Amazon