חשיבה מחודשת על הזדקנות: האם גנים ארוכים יכולים להיות האשמים מאחורי ההתבגרות?

הזדקנות עשויה להיות פחות על "גנים מזדקנים" ספציפיים ויותר על משך הגן. רבים מהשינויים הקשורים להזדקנות עשויים להתרחש עקב ירידה בביטוי של גנים ארוכים, אומרים חוקרים במאמר דעה שפורסם ב-21 במרץ בכתב העת מגמות בגנטיקה.

ירידה בביטוי של גנים ארוכים עם הגיל נצפתה במגוון רחב של בעלי חיים, מתולעים ועד בני אדם, בסוגי תאים ורקמות אנושיים שונים, וגם אצל אנשים עם מחלה ניוונית עצבית. ניסויים בעכברים מראים שניתן להפחית את התופעה באמצעות גורמי אנטי-אייג'ינג ידועים, כולל הגבלה תזונתית.

"אם תשאלו אותי, זה הגורם העיקרי להזדקנות מערכתית בכל הגוף", אומר מחבר שותף וביולוג מולקולרי יאן הויימייקרס מהמרכז הרפואי של אוניברסיטת ארסמוס, רוטרדם; אוניברסיטת קלן; ומכון אונקוד/מכון פרינסס מקסימה, אוטרכט.

המחברים משתרעים על פני ארבע קבוצות מחקר מספרד, הולנד, גרמניה וארצות הברית, כאשר כל קבוצה מגיעה לאותן מסקנות בשיטות שונות.

הזדקנות ברמה המולקולרית

ההזדקנות קשורה לשינויים ברמה המולקולרית, התאית והאיברים – מייצור חלבון שונה למטבוליזם לא אופטימלי של התא ועד לארכיטקטורה של רקמה שנפגעת. השינויים הללו נחשבים מקורם DNA נזק הנובע מחשיפה מצטברת לחומרים מזיקים כגון קרינת UV או חמצן תגובתי מִין שנוצר על ידי חילוף החומרים שלנו.

בעוד שמחקרים רבים בתחום ההזדקנות התמקדו בגנים ספציפיים שעשויים להאיץ או להאט את ההזדקנות, חקירות בדיוק אילו גנים רגישים יותר להזדקנות לא גילו דפוס ברור במונחים של תפקוד גנים. במקום זאת, נראה שהרגישות קשורה לאורכם של הגנים.

"במשך זמן רב, תחום ההזדקנות מתמקד בגנים הקשורים להזדקנות, אבל ההסבר שלנו הוא שזה הרבה יותר אקראי — זו תופעה פיזיקלית שקשורה לאורך הגנים ולא לגנים הספציפיים המעורבים או לתפקוד. של הגנים האלה", אומר מחבר שותף אנדר איזטה ממכון המחקר הבריאותי ביוגיפוסקוה ומבית החולים האוניברסיטאי דונוסטיה, ספרד.

זה בעצם מסתכם במקרה; לגנים ארוכים פשוט יש יותר אתרים פוטנציאליים שעלולים להינזק. החוקרים משווים את זה לנסיעה בכביש – ככל שהנסיעה ארוכה יותר, כך גדל הסיכוי שמשהו ישתבש. ומכיוון שסוגי תאים מסוימים נוטים לבטא גנים ארוכים יותר מאחרים, תאים אלה נוטים יותר לצבור נזק ל-DNA כשהם מזדקנים. נראה כי תאים שאינם מתחלקים (או לעיתים רחוקות מאוד) גם רגישים יותר בהשוואה לתאים המשתכפלים במהירות מכיוון שלתאים ארוכי חיים יש יותר זמן לצבור נזקי DNA והם חייבים להסתמך על מנגנוני תיקון DNA כדי לתקן אותם, בעוד שתאים המתחלקים במהירות נוטים להיות קצר מועד.

קישור לנוירודגנרציה

מכיוון שידוע שתאים עצביים מבטאים גנים ארוכים במיוחד והם גם איטיים או לא מתחלקים, הם רגישים במיוחד לתופעה, והחוקרים מדגישים את הקשר בין הזדקנות לניוון עצבי. רבים מהגנים המעורבים במניעת הצטברות חלבון ב אלצהיימר המחלה ארוכות במיוחד, וחולי סרטן ילדים, אשר נרפאים באמצעות כימותרפיה הפוגעת ב-DNA, סובלים מאוחר יותר מהזדקנות מוקדמת ומניוון עצבי.

הכותבים משערים שנזק לגנים ארוכים יכול להסביר את רוב תכונות ההזדקנות מכיוון שהוא קשור למאיצי הזדקנות ידועים ומכיוון שניתן למתן אותו באמצעות טיפולים ידועים נגד הזדקנות, כגון הגבלה תזונתית (שהוכחה כמגבילה נזק ל-DNA ).

"נראה שדברים רבים ושונים שידועים כמשפיעים על ההזדקנות מובילים לוויסות תלוי-אורך זה, למשל, סוגים שונים של הקרנה, עישון, אלכוהול, דיאטה ולחץ חמצוני", אומר שותף-כותב תומס סטוגר. האוניברסיטה הצפון מערבית.

עם זאת, למרות שהקשר בין הירידה בביטוי הגנים הארוך לבין ההזדקנות הוא חזק, עדיין יש להוכיח ראיות סיבתיות. "כמובן, אתה אף פעם לא יודע מה בא קודם, הביצה או התרנגולת, אבל אנחנו יכולים לראות קשר חזק בין התופעה הזו לרבים מסימני ההיכר הידועים של ההזדקנות", אומר איזטה.

במחקרים עתידיים מתכננים החוקרים להמשיך ולחקור את מנגנון התופעה וההשלכות האבולוציוניות של התופעה ולחקור את הקשר שלה עם ניוון עצבי.

מחקר זה נתמך על ידי אגודת מקס פלנק, הארגון ההולנדי למחקר מדעי, מועצת המחקר האירופית וה-NIH.