A tanulmány rávilágít az öregedés sejtrendszerére

6650fbd88ba6402d0661bbd7e73254d9 - January 19, 2022Írta: James Kingsland november 16, 2021- Vizsgált tény írta: Hannah Flynn, MSközelről a fogaskerekek egy órát

  • Testünk sejtjei felhagynak az elkülönüléssel, és végül elöregednek, amikor a telomerek, kromoszómáik biztonsági végei leépülnek.
  • Ez az egyik módja annak, hogy a szervezet megakadályozza a DNS-károsodással járó sejtek megkettőződését, valamint a korlátlan sejtosztódást, ami rákos sejteket válthat ki.
  • De ezeknek az öregedő sejteknek a következetes felhalmozódása hozzájárul az öregedés körülményeihez, mint például a szívbetegségekhez, a cukorbetegséghez, valamint a szellemi leépüléshez.
  • Egy vadonatúj tanulmány segít feltárni, hogyan indítják el a telomerek a sejtek öregedését, és hogyan váltják ki ezeket az életkorral összefüggő betegségeket.

Minden alkalommal, amikor egy sejt felhasad, kromoszómái – a genetikát feljegyző DNS-csomagok – egy kicsit sokkal rövidebbek lesznek.

Ennek az az oka, hogy a DNS-replikációra szolgáló sejtes gépezet nem képes megkettőzni a részecskét minden hajszál szélsőséges befejezéséig.

A telomereknek nevezett keretek védik a kromoszómák felületét, hogy megvédjék az alapvető örökletes részleteket attól, hogy minden egyes sejtosztódáskor kiürüljenek.

Ezek elhasználható DNS-csíkok, amelyek nem írnak be semmilyen létfontosságú részletet.

Azonban minden sejtosztódáskor a telomerek elhasználódnak, amíg nem tudják többé védeni a kromoszómát.

Ennél a tényezőnél elindul egy vezérlőeszköz, amely megakadályozza, hogy a cella bármilyen típusú további szétválasztást végezzen. Bár a sejt él és energikus, részt vesz az öregedésben.

Idővel, ahogy az egyén öregszik, a szervezet összegyűjti ezeket az öregedő sejteket.

Hátránya, hogy az öregedő sejtek azt a duzzanatot hirdetik, amelyről a tudósok feltételezik, hogy az öregedés számos körülményének hátterében áll, beleértve a szívbetegséget, a cukorbetegséget és az Alzheimer-kórt is.

Helyrehozhatatlan károk

Miután a kanadai montreali Université de Montr éal tudósai megvizsgálták az emberi bőrsejtek társadalmát a laboratóriumukban, egy vadonatúj koncepciót írtak le arról, hogy a sejtek hogyan öregszenek el.

Tervezésük frissíti az öregedés vezető koncepcióját, amely azt javasolja, hogy a sejtek fejezzék be az elválasztást, mivel telomerjeik rövidek, és nem működnek megfelelően.

Ehelyett a kutatók azt állítják, hogy a sejtek a telomerek elvesztése miatti kromoszómális instabilitás után felhagynak a szétválással, ami visszafordíthatatlan genomiális károsodásokhoz vezetett a sejtosztódás során.

„A legmeglepőbb az, hogy az öregedés megkezdése előtt a sejtek utoljára osztódnak” – mondja Francis Rodier, az idős író, valamint a rákos sejtekkel foglalkozó tudós, PhD.

„Valójában a telomer diszfunkció által okozott sejtosztódás annyira instabil, hogy végül genetikai hibákat hoz létre” – mondja.

Ennek eredményeként a tudósok úgy vélik, hogy az öregedő sejtek genomja sérült.

„A hittel ellentétben az öregedő sejteknek rendellenes genomjuk van” – mondja Rodier professzor.

Tanulmányuk a Nucleic Acids Research folyóiratban jelenik meg.

Öregedő bőrsejtek

A sejtöregedés kidolgozott tervezése szerint, ha egy telomer megsérül, az „DNS-károsodás-válasz” eszközt vált ki.

Ez viszont a p53 nevű egészséges fehérjére hat, amely leállítja a sejtosztódást. Ismert, hogy az egészséges fehérje fontos szerepet játszik a rosszindulatú csomók kialakulásának visszaszorításában.

A koncepció azt javasolja, hogy egy magányos törött telomernek elegendőnek kell lennie a sejtosztódás kikapcsolásához.

Azonban számos kutatócsoport megfigyelte, hogy a tipikus állati sejtek számos törött telomert képesek táplálni, és mégis folytatni tudják az elválasztást.

Rodier professzor és munkatársai fényképeket készítettek, hogy kiderítsék, hogyan válnak szét, és végül öregszenek.

Megfigyelték, hogy kezdetben a sérült telomerek csak csökkentették a sejtosztódást.

Egy sejt csak abbahagyta a szétválást, miután kromoszómái elkezdtek megtapadni, ami ellen a gyakorlati telomerek általában megvédenek, és visszafordíthatatlan károsodásokat okoznak.

A működő telomerek a DNS kettős szőrszálai, akárcsak a kromoszóma szövege.

Amikor a sejt felhasad, az egyes kromoszómák kettős szőrszálai kicipzároznak, így 2 magányos DNS-szőrszál alakul ki. Ezek a privát DNS-alapanyaggal (vagy nukleotidokkal) párosulva minden kromoszómából 2 duplikátumot hoznak létre, ami arra utal, hogy minden kromoszóma duplikátuma bejut az elválasztó sejt minden ötven százalékába, így 2 teljesen új sejt keletkezik.

A két gyermek kromoszómát sis kromatidáknak nevezik.

A sérült telomernek ennek ellenére van egy ragacsos „laza vége”. Ez a DNS egy magányos szőrszála, amely, mint egy tekercs ragasztószalag meglazult vége, visszanyúlhat önmagán, vagy egy újabb sérült telomernél maradhat.

A kutatók azt figyelték meg, hogy egy sejt éppen elöregedett, miután a 2 sis kromatidák károsodott telomerjei teljesen összeolvadtak a sejtosztódás során.

Tudunk védekezni az öregedés ellen?

A kutatási tanulmány hatással lehet az életkorral összefüggő állapotok elleni védekezésre.

Írásukban a kutatók így foglalják össze:

"Paradox módon munkánk feltárja, hogy a telomerek lerövidüléséből adódó öregedéssel összefüggő tumorszuppresszió visszafordíthatatlan genom-instabilitást igényel az egysejt szintjén, ami arra utal, hogy a telomerek öregedés előtti állapotában történő javítására irányuló beavatkozások megakadályozhatják az öregedést és a genom instabilitását."

Az öregedő sejtek hozzájárulhatnak az életkorral összefüggő állapotok hátterében álló alacsony szintű duzzanatot vagy „gyulladást”.

"Úgy gondoljuk, hogy a genomi instabilitás kulcsszerepet játszik az öregedéssel összefüggő gyulladás aktiválásában" - tájékoztatta Rodier professzor a "Detonic.shop"t.

"Lehetséges, hogy a telomervégek védelmét célzó terápiák még azelőtt, hogy a fúziók létrejönnének, megakadályozzák a genomi instabilitást és az öregedést" - mondta.

A hibás telomereket tápláló sejteknek azonban, amelyek még nem egyesültek, számos egyéb jellemzője is lehet, például módosított genetikai expresszió, amelyek emellett hozzájárulnak a gyulladáshoz.

„Ha igen, akkor az egyszerű telomerikus korrekció nem biztos, hogy elég ahhoz, hogy teljesen visszaállítsák a normális állapotot” – tette hozzá Rodier professzor.

Joachim Lingner, PhD., aki a svájci Lausanne-ban található Svájci Szövetségi Technológiai Intézet telomerek kutatásával foglalkozó laboratóriumát vezeti, még egy figyelemfelkeltést mutatott be.

A telomercsökkentés korlátozza, hogy hányszor osztódhat egy sejt.

A spermiumok és a petesejtek kivételt képeznek ezen irányelv alól. Ezekben az esetekben a telomeráz nevű enzim helyreállítja a telomereket, hogy megbizonyosodjon arról, hogy egy teljes, működőképes genom száll át a jövő nemzedékébe.

A rákos sejtek további kivételt képeznek, és a telomerázt termelő genetika megváltoztatásával „halhatatlanságot” szerezhetnek.

"A telomeráz a daganatok 90%-ában szabályozott, ami felelős a rák halhatatlanságáért" - tájékoztatta Lingner professzor az MNT-t.

Az egyén telomermérete ráadásul kedvezően kapcsolódik a rákos sejtek kialakulásának valószínűségéhez is – mondta.

Tehát a telomercsökkentés elleni védelem minden bizonnyal a rákos sejtek növekedését hirdetné.

„Így ez a stratégia az öregedéssel összefüggő betegségek ellensúlyozására rendkívül kockázatos lenne” – fejezte be Lingner professzor.