מחקר חדש זיהה את אורך הגנים כגורם מרכזי בתהליך ההזדקנות, כאשר לגנים ארוכים יש תפקיד משמעותי הן בהאצה והן בהאטת ההזדקנות. תובנה זו מעבירה את המיקוד מגנים מזדקנים ספציפיים להשפעה הרחבה יותר של אורך הגן, ומציעה אפיקים חדשים להבנה ופוטנציאל לטפל בשינויים ומחלות הקשורות לגיל.
מה גורם לגוף שלנו להזדקן? ארבעה מחקרים משלימים, כולל אחד מ-Northwestern Medicine, הגיעו לאותה מסקנה: גנים ארוכים.
במאמר חדש כותבים המדענים על ממצאיהם וכיצד הם מקדמים את הידע הקיים על ההזדקנות.
"גנים ארוכים שהופכים פחות פעילים עם הגיל עשויים להיות הגורם המרכזי להזדקנות בגופנו", אמר הסופר המתכתב תומס סטוגר, עוזר פרופסור לרפואה בטיפול ריאתי וביקורתי ב- האוניברסיטה הצפון מערבית בית הספר לרפואה פיינברג וחבר במכון לאריכות ימים של פוטוצ'נק. "הממצא שלנו מקדם את התחום על ידי זיהוי תופעה אחת שמחברת את רוב הידע הקיים על ההזדקנות והופכת את התופעה הבסיסית הזו למדידה".
אורך גנים והזדקנות ביולוגית
המאמר, שהדגיש את הממצאים המשותפים של ארבע קבוצות מחקר בינלאומיות, פורסם ב מגמות בגנטיקה ב-21 במרץ. הקבוצות הן הראשונות להגיע למסקנה שרוב ההיבטים של ההזדקנות הביולוגית קשורים לאורך הגנים.
מצבים הידועים כמאיצים את ההזדקנות מפחיתים את פעילותם של גנים ארוכים. זה כולל עישון, אלכוהול, מתח חמצוני וקרינת UV. מצבים הידועים כמאטים את ההזדקנות מגבירים את פעילותם של גנים ארוכים כמו הגבלה קלורית. כמו כן, גנים קצרים מאוד או ארוכים מאוד מקודדים לתהליכים תאיים הידועים כמשתנים בהזדקנות כמו היווצרות אנרגיה תאית, סינתזת חלבון והעברת אותות עצביים.
הקשר בין גנים ארוכים להזדקנות
"וויסות הגנים הוא אחד התהליכים המרכזיים ביותר בחיים, וארבעת המחקרים שלנו מסבירים מדוע הפעילות של גנים ארוכים במיוחד משתנה בהזדקנות", אמר סטוגר. "בנוסף להזדקנות, אנו מראים שאותו ממצא מתרחש בחולים עם אלצהיימר מחלה, מחלה הקשורה לגיל. הממצאים שלנו עוזרים לנו לחשוב מחדש על הגורמים למחלות נוירודגנרטיביות כמו מחלת אלצהיימר. מכיוון שגנים עם תפקוד עצבי הם ארוכים בצורה יוצאת דופן, אנו משערים שהפעילות המופחתת של תאי גנים ארוכים לא מצליחה לייצר מספיק חומרים ביולוגיים כדי לשמור על תפקוד עצבי כראוי".
הטריגר להזדקנות הוא תופעה פיזיקלית הקשורה לאורך הגנים ולא לגנים הספציפיים המעורבים או לתפקודם של אותם גנים, מדווחים המדענים. הממצאים המקוריים התבססו על תערובת של נתונים מולקולריים מבני אדם, עכברים, חולדות, קטלפיש, C. elegans, D. melanogaster וניסויים בעכברים. מחקר מדעי בעבר ביקש לזהות גנים ספציפיים האחראים להזדקנות. השקפה חדשה זו שונה מהגישות הביולוגיות הרווחות החוקרות את ההשפעות של גנים בודדים.
נזק והזדקנות DNA
לגנים ארוכים פשוט יש יותר אתרים פוטנציאליים שעלולים להינזק. המדענים משווים את זה לנסיעה בכביש – ככל שהנסיעה ארוכה יותר, כך גדל הסיכוי שמשהו ישתבש. ומכיוון שהתפקידים הפיזיולוגיים של סוגי תאים מסוימים מסתמכים על גנים ארוכים יותר מאלה של סוגי תאים אחרים, סביר יותר שסוגי תאים מסוימים יושפעו על ידי DNA נזק המצטבר עם הגיל. במהלך ההזדקנות, גנים ניזוקים כאשר גדילי ה-DNA המכילים את הגנים נשברים. זה מונע מהתאים לקרוא את המידע ולהפעיל את המידע הכלול בגן. ככל שהגן ארוך יותר, כך גדל הסיכוי שלפחות אתר נזק אחד ל-DNA קיים ועוצר את הפעלת הגן.
מכיוון שידוע שתאים עצביים מסתמכים על גנים ארוכים במיוחד והם איטיים או לא מתחלקים, הם רגישים במיוחד לתופעה. רבים מהגנים המעורבים באובדן מוחי במהלך ההזדקנות וקשורים למחלת אלצהיימר הם ארוכים במיוחד. חולי סרטן ילדים, אשר נרפאים באמצעות כימותרפיה הפוגעת ב-DNA, סובלים מאוחר יותר מהזדקנות מוקדמת, כולל ניוון עצבי.
המחקר מ-Northwestern נתמך על ידי מענק R00AG068544 מהמכון הלאומי להזדקנות המכונים הלאומיים לבריאות.
