Starzeją się w dwa tygodnie - teraz wiemy dlaczego

Naukowcy od dawna wiedzą, że czynniki środowiskowe i niszczenie komórek wpływają na długość życia wielu organizmów, w tym ludzi. Stuard Kim z Uniwersytetu Stanforda zauważył jednak, że zmiany takie nie mają wpływu na długość życia nicieni należących do gatunku Caenorhabditis elegans i nie wywołują zmiany ekspresji (aktywności) genów odpowiedzialnych za starzenie się.

Oznacza to, że w grę wchodzi tutaj jakiś inne zjawisko, które powoduje, iż organizmy te żyją krótko. Kim uważa, że mamy tu do czynienia z nieznanym jeszcze procesem regulowania długości życia. Jeśli podobny proces uda się odkryć u ludzi, być może będziemy mogli żyć dłużej dzięki "pigułce życia".

Generalnie naukowcy uważają, że z wiekiem komórki organizmów żywych zużywają się, prowadząc w czasem do śmierci. Wpływ na to mają zarówno czynniki środowiskowe (np. utlenianie), jak i czynniki wewnętrzne, jak np. niedoskonałości DNA powstające w wyniku mutacji. Wiele badań potwierdziło występowanie takiego mechanizmu u ssaków.

Kim i jego zespół zbadali ekspresję genów u Caenorhabditis elegans, robaka, który żyje około 2 tygodni. "Odkryliśmy mechanizm, który jest zupełnie różny" - mówi profesor.

Naukowcy zidentyfikowali trzy geny, które wydają się kontrolować większość zmian w ekspresji genów odpowiedzialnych za starzenie się C. elegans. Następnie poddali organizm szeregowi niekorzystnych czynników zewnętrznych, m.in. wysokiej temperaturze, ekspozycji na wolne rodniki czy czynniki wywołujące uszkodzenia DNA. Okazało się, że ekspresja genów pozostała niemal na niezmienionym poziomie.

Jak więc wytłumaczyć ten nietypowy proces? Badacz spekuluje, że starzenie u robaków może być częściowo spowodowane zaburzeniem procesów rozwojowych. W swoim naturalnym środowisku nicienie giną raczej z powodu drapieżników, niż ze starości. Oznacza to, że presja środowiska, prowadząca do uszkodzeń genetycznych i śmierci z ich powodu, jest w ich przypadku nieznaczna. Jest więc bardzo możliwe, że starzenie jest powodowane nie przez akumulację szkodliwych czynników, lecz wynika z naturalnego „planu rozwoju” zwierzęcia.

Aby zbadać, czy za pomocą manipulowania aktywnością genów rzeczywiście można spowolnić starzenie, Kim i jego współpracownicy wprowadzili zmiany poziomu ich ekspresji u robaków w średnim wieku. Doprowadzono w ten sposób do stanu, w którym aktywność poszczególnych genów była podobna do tej spotykanej u znacznie młodszych osobników. Badacze potwierdzili, że rzeczywiście można w ten sposób przedłużyć życie C. elegans.

Huber Warner, szanowany specjalista w dziedzinie gerontologii (nauki o starzeniu), określa odkrycie jako fundamentalne. Jego zdaniem jest jednak zbyt wcześnie, by ocenić, czy podobny mechanizm działa także u ludzi. Ocenia jednak, że jeśli ma on odniesienie także do ssaków, nie jest [dla nich] tak istotny, jak dla nicieni.

Zdaniem Warnera, komórki ssaków mogą być bardziej wrażliwe na „zużywanie się”, ponieważ są wciąż wystawione na czynniki zewnętrzne, a następnie najbardziej uszkodzone z nich są wymieniane na nowe dzięki komórkom macierzystym. Kiedy uszkodzenia dosięgną także tych ostatnich, organizm zaczyna się starzeć. U robaków sytuacja wygląda nieco inaczej: po osiągnięciu pewnego wieku ich komórki przestają się dzielić, a zwierzęciu do końca życia muszą „wystarczyć” komórki, z którymi wszedł w okres dojrzałości.

Zespół Kima przeprowadza obecnie kolejne badania, których obiektem są ludzkie geny analogiczne do tych odkrytych u C. elegans. Jak ocenia, jest mało prawdopodobne, by były one zaangażowane w proces starzenia, lecz nie ma na to dowodów i należy gruntownie zweryfikować tę tezę.

Gdyby okazało się, wbrew oczekiwaniom naukowców, że genetyczna tendencja do starzenia rzeczywiście ma u ludzi miejsce, byłaby to dla nas, paradoksalnie, dość dobra wiadomość. Oznaczałoby to bowiem, że możiwe byłoby stworzenie leku, który, dzięki wpływowi na aktywność odpowiednich genów, pozwalałby opóźniać starzenie.

Wyniki badań opublikowano w prestiżowym czasopiśmie Cell.

Caenorhabditis elegans nicienie starzenie dryf genetyczny