Uuring heidab valgust vananemise rakumehhanismidele

6650fbd88ba6402d0661bbd7e73254d9 - January 18, 2022Kirjutas James Kingsland 16. novembril 2021- Fakt uuritud autor Hannah Flynn, MSlähivõte kella hammasratastest

  • Meie keha rakud lõpetavad eraldumise ja vananevad, kui telomeerid, nende kromosoomide ohutusotsad, taanduvad.
  • See on üks viise, kuidas keha peatab DNA kahjustustega rakkude dubleerimise ja rakkude piiramatu jagunemise, mis võib vallandada vähirakke.
  • Kuid nende vananevate rakkude järjekindel kogunemine suurendab lisaks vananemistingimusi, nagu südamehaigused, suhkurtõbi ja ka vaimne halvenemine.
  • Täiesti uus uuring aitab paljastada, kuidas telomeerid käivitavad rakkude vananemise ja käivitavad need vanusega seotud haigused.

Iga kord, kui rakk jaguneb, muutuvad selle kromosoomid – geneetikat kirjutavad DNA paketid – veidi palju lühemaks.

Põhjus on selles, et DNA replikatsiooni rakumehhanism ei suuda osakest iga karva ülima viimistluseni paljundada.

Et kaitsta oluliste pärilike detailide eest, et rakk lõheneb iga kord, varjavad kromosoomide viimistlust raamistikud, mida nimetatakse telomeerideks.

Need on kulutava DNA ribad, mis ei sisalda mingeid olulisi üksikasju.

Kuid iga raku jagunemisega telomeerid kuluvad, kuni nad ei suuda enam kromosoomi kaitsta.

Selle teguri korral käivitub juhtseade, mis lõpetab lahtri mis tahes tüüpi täiendava eraldamise. Kuigi rakk elab sama hästi kui energiline, osaleb ta vananemises.

Aja jooksul, kui inimesed vananevad, kogub keha neid vananevaid rakke.

Puuduseks on see, et vananevad rakud reklaamivad turset, mis teadlaste arvates on paljude vananemistingimuste, sealhulgas südamehaiguste, suhkurtõve ja Alzheimeri tõve aluseks.

Korrastamatud kahjud

Pärast inimnaharakkude seltside uurimist nende laboris on Montrealis (Kanada) asuva Montr éali ülikooli teadlased kirjeldanud täiesti uut kontseptsiooni selle kohta, kuidas rakud lõpuks vananevad.

Nende disain värskendab juhtivat vananemise kontseptsiooni, mis soovitab rakkudel eraldumise lõpetada just seetõttu, et nende telomeerid on nii lühikesed kui ka ei tööta enam õigesti.

Selle asemel väidavad teadlased, et rakud lihtsalt lõpetasid eraldumise pärast kromosomaalset ebastabiilsust telomeeride kadumise tõttu, mis on tegelikult põhjustanud pöördumatuid genoomseid kahjustusi kogu raku jagunemise ajal.

"Kõige üllatavam on see, et enne vananemisse jõudmist rakud jagunevad viimast korda," nendib eakas kirjanik ja vähirakkude teadlane Francis Rodier, Ph D.

"Tegelikult on telomeeride düsfunktsioonist põhjustatud rakkude jagunemine nii ebastabiilne, et see põhjustab geneetilisi defekte," lisab ta.

Selle tulemusena arvavad teadlased, et vananevate rakkude genoom on kahjustatud.

"Vastupidiselt sellele, mida arvati, on vananevatel rakkudel ebanormaalne genoom, " ütleb professor Rodier.

Nende uuring ilmub ajakirjas Nucleic Acids Research.

Vananevad naharakud

Rakkude vananemise väljatöötatud kujunduse kohaselt käivitab telomeeri kahjustamise korral "DNA kahjustusele reageerimise" seadme.

See omakorda vajutab tervet valku nimega p53, mis sulgeb rakkude jagunemise. Tundub, et tervislikel valkudel on oluline ülesanne pahaloomuliste tükkide tekke pidurdamisel.

Kontseptsioon soovitab, et raku jagunemise väljalülitamiseks piisaks üksikust purustatud telomeerist.

Mitmed teadlaste rühmad on aga tegelikult täheldanud, et tüüpilised loomarakud suudavad toita mitmeid katkisi telomeere ja siiski eralduda.

Et rohkem teada saada, tegi prof Rodier ja tema töökaaslased privaatsetest naharakkudest fotokogu nii nende eraldumise kui ka vananemise ajal.

Nad täheldasid, et alguses vähendasid kahjustatud telomeerid lihtsalt rakkude jagunemist.

Rakk lõpetas eraldumise just pärast seda, kui tema kromosoomid hakkasid kleepuma, mille esinemise eest kaitsevad tavaliselt praktilised telomeerid, tekitades pöördumatuid kahjustusi.

Funktsioneerivad telomeerid on DNA kaksikkarvad, nagu kromosoomi tekst.

Kui rakk jaguneb, tõmbuvad iga kromosoomi topeltkarvad lahti, et tekiks kaks üksikut DNA karva. Need on seotud privaatse DNA vundamendiga (või nukleotiididega), et toota igast kromosoomist 2 duplikaati, mis viitab sellele, et iga kromosoomi duplikaat siseneb igasse viiekümne protsendi eraldusrakku, moodustades kaks täiesti uut rakku.

Kahte lapse kromosoomi nimetatakse sis-kromatiidideks.

Kahjustatud telomeeril on siiski kleepuv "lahtine ots". See on üksildane DNA karv, mis nagu kleeplindi rulli lahti tulnud ots võib enda külge tagasi tulla või jääda ühe kahjustatud telomeeri juurde.

Uurijad täheldasid, et rakk hakkas just vananema pärast seda, kui 2 sis kromatiidide kahjustatud telomeerid ühinesid täielikult kogu raku jagunemise ajal.

Kas me saame kaitsta vananemise eest?

Uuringul võib olla mõju kaitsele vanusega seotud seisundite eest.

Teadlased võtavad oma artiklis kokku:

"Meie töö näitab paradoksaalsel kombel, et vananemisega seotud kasvaja supressioon telomeeride lühenemisest nõuab pöördumatut genoomi ebastabiilsust üherakulisel tasemel, mis viitab sellele, et sekkumised telomeeride parandamiseks vananemiseelses olekus võivad takistada vananemist ja genoomi ebastabiilsust."

Vananevad rakud võivad suurendada vanusega seotud seisundite aluseks olevat madalat turset või "põletikku".

"Me arvame, et genoomne ebastabiilsus mängib võtmerolli vananemisega seotud põletiku aktiveerimisel," ütles prof Rodier Meditsiiniuudistele.

"On võimalik, et teraapiad, mille eesmärk on kaitsta telomeeride otsasid enne fusioonide tekkimist, hoiavad ära genoomse ebastabiilsuse ja vananemise," ütles ta.

Kuid rakkudel, mis toidavad vigaseid telomeere, mis peavad veel sulanduma, võivad olla mitmesugused muud omadused, näiteks modifitseeritud geneetiline ekspressioon, mis lisaks soodustavad põletikku.

"Kui nad seda teevad, ei pruugi lihtsast telomeersest korrektsioonist piisata nende täielikuks normaliseerimiseks," lisas prof Rodier.

Doktor Joachim Lingner, kes juhib Šveitsis Lausanne'is Šveitsis asuvas föderaalses tehnoloogiainstituudis telomeere uurivat laboratooriumi, pani tähele veel ühe hoolitsuse.

Telomeeride vähendamine piirab raku jagunemise kordade arvu.

Sperma ja munarakud on sellest juhisest erandid. Nendel juhtudel taastab telomeraasi nimeline ensüüm telomeerid, et tagada täielik, toimiv genoom, kandub edasi tulevasele põlvkonnale.

Vähirakud on veel üks erand, samuti võivad nad saada "surematuse", muutes telomeraasi tootvat geneetikat.

"90% kasvajatest on telomeraas ülesreguleeritud, põhjustades vähi surematuse," teatas prof Lingner MNT-le.

Ta märkis, et inimese telomeeride suurus seostub soodsalt ka vähirakkude tekke tõenäosusega.

Seega reklaamiks telomeeride vähendamise eest kaitsmine tõenäoliselt vähirakkude kasvu.

"Seega oleks see vananemisega seotud haiguste vastu võitlemise strateegia äärmiselt riskantne," lõpetas prof Lingner.