En ny undersøgelse øger og styrker de forbindelser, der har fået forskere til at foreslå "transposon-teorien om aldring."

"Indtil videre har der været foreninger og forslag, som for os alle giver mening, men forskellen i videnskab er, at du har brug for dataene for at bakke din mening op."

Transposoner er slyngelagtige DNA-elementer, der bryder fri i aldrende celler og omskriver sig andetsteds i genomet, hvilket potentielt skaber kaos i den genetiske sammensætning af væv.

Efterhånden som celler bliver ældre, har tidligere undersøgelser vist, at tæt såret heterochromatinindpakning, der typisk fanger transposoner, bliver løsere, hvilket giver dem mulighed for at glide ud af deres positioner i kromosomer og flytte til nye, hvilket forstyrrer normal cellefunktion. I mellemtiden har forskere vist, at potentielt relaterede interventioner, såsom at begrænse kalorier eller manipulere visse gener, kan beviseligt forlænge levetiden hos forsøgsdyr.

"I denne rapport er det store skridt fremad mod muligheden for et ægte årsagsforhold," siger Stephen Helfand, professor i biologi ved Brown University og seniorforfatter af en ny undersøgelse i Proceedings of National Academy of Sciences. "Indtil videre har der været foreninger og forslag, som for os alle giver mening, men forskellen i videnskab er, at du har brug for dataene for at sikkerhedskopiere din mening."

Tilslutning af prikker

De nye resultater, ledet af fakultetets efterforsker Jason Wood, kommer fra flere eksperimenter, der er grundige og direkte til at forbinde prikkerne mellem svækkelse af heterochromatin, øget transposonekspression, aldring og levetid.

I et sæt eksperimenter fangede holdet visuelt transponerbare elementer ved at hoppe rundt i frugtfluer, da de blev ældre. De indsatte specielle genetiske uddrag i fede kropsceller, svarende til menneskelig lever og fedtceller i fluer, der ville lyse lysegrønne, når specifikke transponerbare elementer bevæger sig rundt i genomet. Under mikroskopet kunne forskerne se et klart mønster for, hvordan de glødende "fælder" lysede mere og mere op, når fluerne blev ældre.

Stigningen i transposonaktivitet var ikke jævn, da fluer blev ældre. ”Fluer når en bestemt alder, og så starter den mere eksponentielt,” siger Wood. Dataene viser, at den tidsramme, inden for hvilken transponerbar elementaktivitet virkelig begynder at stige, er tæt korreleret med det tidspunkt, hvor fluerne begynder at dø.

Flere eksperimenter i papiret viser også, at en nøgleintervention, der allerede vides at øge levetiden, en diæt med lavt kalorieindhold, forsinker indtræden af ​​øget transposonaktivitet dramatisk.

For yderligere at undersøge sammenhængen mellem transposonekspression og levetid testede holdet virkningerne af manipulation af gener, der vides at forbedre heterochromatin-undertrykkelse, der ikke kun findes i fluer, men også hos pattedyr. For eksempel forlængede den stigende ekspression af genet Su (var) 3-9, som hjælper med at danne heterochromatin, den maksimale flyvelevetid fra 60 til 80 dage. Stigende ekspression af et gen kaldet Dicer-2, der bruger den lille RNA-vej til at undertrykke transposoner, tilføjede også signifikant levetiden.

Endelig viste de, at et anti-HIV-lægemiddel kaldet 3TC, som hæmmer aktivering af transposoner og deres bevægelse i nye positioner i genomet, kan gendanne en vis levetid for fluer, der har en mutation, der deaktiverer Dicer-2.

Næste skridt

For alle de nye resultater siger Helfand, at det stadig ikke er tid til at erklære direkte, at transposoner er en årsag til aldringens sundhedsmæssige virkninger. ”De laver en stærk historie,” siger han. "Vi begynder at lægge kødet på skeletet."

Men nye eksperimenter er planlagt. For eksempel vil holdet bevidst tilskynde til ekspression af transponerbare elementer for at se, om det underminerer sundhed og levetid. En anden tilgang kan være at bruge den kraftfulde CRISPR-genredigeringsmetode til specifikt at deaktivere transponerbare elementers evne til at mobilisere i genomet. Hvis denne intervention påvirkede levetiden, ville det også være fortællende, siger Helfand.

Holdet fortsætter også med at udvikle lægemiddelinterventioner i håb om at øge dets effektivitet og lære mere om dets sikkerhed.

Brown fører også et nyt tilskud med New York University og University of Rochester for yderligere at fremme studiet af transposons i aldring.

Mens transposoner ser ud til at være en væsentlig faktor i aldring, siger Helfand og Wood, at de sandsynligvis kun er en del af et bredere sæt processer, der undergraver sundheden over tid. ”Der er mange potentielle mekanismer, der påvirker aldringsprocessen,” siger Wood. "Der er mange ting i gang, men vi tror, ​​det er en af ​​dem."

National Institutes of Health og American Federation for Aging Research finansierede forskningen.

Kilde: Brown University

Relaterede bøger

at InnerSelf Market og Amazon