Od neolitika do zgodnjega devetnajstega stoletja povprečna življenjska doba človeka ni presegala 30 let. Tudi v relativno zadnjem letu 1940 je bila življenjska doba v ZSSR približno 40 let, v najbolj ugodnih državah Skandinavije pa 60 let. In šele pred kratkim so ljudje, zahvaljujoč hitremu razvoju medicine, začeli živeti tako dolgo kot še nikoli prej (razmišljali so celo o množičnem prehodu čez 100-letno znamenje).
Toda, žal, dolgo živeti še ne pomeni ostati močan in zdrav. In danes večina starih ljudi, ki so dosegli napredna leta, že desetletja trpi za kroničnimi starostnimi boleznimi in včasih sanja, da bi čim prej zapustila ta smrtni svet.
Znanstveniki še vedno iščejo biološke dejavnike, ki sčasoma privedejo do poškodb celic. Zdaj so raziskovalci z univerze Harvard odkrili povezavo med staranjem in enim glavnih bioloških procesov, znanih kot spajanje RNA. To odkritje ne samo osvetljuje vloge molekularnega mehanizma pri podaljševanju življenja, ampak tudi namiguje na možnost, da ga prilagodimo za zdravo staranje.
"To, kar ubija nevrone pri Alzheimerjevi bolezni, se zagotovo razlikuje od vzrokov bolezni srca in ožilja, vendar je staranje glavni dejavnik tveganja za vse te bolezni," je dejal višji avtor študije William Mair. - Tako je eno največjih vprašanj - ali obstaja splošno načelo pri delu molekularnih sistemov, ki omogoča, da se takšne bolezni uveljavijo v organih?
Da bi razumeli, kako lahko staranje oviramo z spajanjem RNA, se je najprej treba spomniti, kako se sintetizirajo beljakovinske molekule, ki so glavni gradniki celic v človeškem telesu, prav tako pa uravnavajo delovanje organov in tkiv. "Recepti" za njihovo izdelavo so kodirani v genskem zapisu in so shranjeni v jedru vsake celice, kot v knjižnici.
Ustvarjanje novega proteina se začne z dejstvom, da se na podlagi ločenega odseka DNK - gena zgradi tako imenovana messenger RNA, aminokisline, kodirane v kodi, se sestavijo v protein.
Toda geni, kot molekule RNA, zgrajene na njihovi osnovi, vsebujejo nekodirajoča področja, ki jih je treba izločiti med spajanjem, preden začnemo sintezo beljakovin.
Stabilna proizvodnja RNA in beljakovin je ključnega pomena za to, da ostanemo mladi in zdravi, zato so raziskovalci želeli vedeti, kakšen učinek imajo spremembe pri spajanju, ki se neizogibno pojavljajo s starostjo.
Promocijski video:
Mayr in njegovi sodelavci so eksperimentirali s črvom ascaris Caenorhabditis elegans, ki je tradicionalni in nekoliko legendaren modelni organizem v biologiji. To je prva žival, za katero je genom dekodiran in sestavljen popoln zemljevid nevronov živčnega sistema. Poleg tega lahko okrogla črvov postane prvo živo bitje, ki je v bližnji prihodnosti odpotovalo na Mars. Pomembno je, da ima C. elegans približno enako število genov kot človek, zato se široko uporablja pri genetskih raziskavah.
"Ascaris je odličen predmet za študije staranja, saj ti črvi živijo le tri tedne in v tem času kažejo jasne znake vezanosti s starostjo," pojasnjuje prva avtorica študije Caroline Heintz. "Na primer izgubijo mišično maso, zmanjša se njihova reproduktivna funkcija, poslabša se njihov imunski sistem in na koži se pojavijo celo gube."
Ker so celice črvov prozorne, so znanstveniki lahko posamezne gene označili s fluorescentnimi beljakovinami in v realnem času opazovali, kako se proces združevanja spreminja s staranjem okrogle črve. V petih dneh ekipa ni mogla samo ugotoviti posameznikov v populaciji, pri katerih so spajkanje ostali na normalni ravni daljši od drugih, ampak tudi natančno napovedati življenjsko dobo vsakega črva na podlagi dinamike teh sprememb.
"To je res zanimiv rezultat, ki nakazuje, da bomo nekoč lahko uporabili spajanje kot biomarker za odkrivanje zgodnjih znakov staranja," pravi Heinz. A ne le to je osrečilo znanstvenike, bil je še en pomemben rezultat.
Nato so raziskovalci razvili sistem prehranskih omejitev, ki lahko, kot kaže prejšnje delo, podaljša življenjsko dobo črvov (in ne samo). Posledično je proces spajanja okroglih črvov stalno ostal na "mladostni" ravni in se s starostjo ni spreminjal.
V zadnjem koraku se je skupina osredotočila na ločen element procesa spajanja, znan kot faktor spajanja 1 (SFA-1). Je del spliceosoma, masivne molekularne strukture, ki je neposredno vključena v odstranjevanje nekodirajočih regij RNA. Izkazalo se je, da zvišanje ravni SFA-1 v celicah podaljša življenjsko dobo ascarisa. To odkritje je še posebej pomembno, ker je podoben element prisoten v mehanizmu spajanja pri ljudeh.
"Ti neverjetni rezultati kažejo, da je spremenjeno spajanje RNA lahko eden glavnih znakov procesa staranja," pravi Mayr. "Naše delo odpira povsem novo področje raziskav, ki nam lahko pomaga razumeti, kako podaljšati življenje in ostati zdrav."
Več informacij o delu ameriških znanstvenikov najdete v članku, objavljenem v reviji Nature.