Poskusi na črvih z ogorčicami so ruskim in ameriškim molekularnim biologom in matematikom pomagali dokazati, da določen genetski program nadzoruje proces staranja. V članku, objavljenem v reviji Scientific Reports, bo mogoče s pomočjo drog posegati v njegovo delo.
V zadnjih letih je med znanstveniki oživela razprava o tem, kakšen je proces staranja in smrti ljudi in živali. Nekateri biologi in evolucionisti menijo, da ta postopek ni naključen in da ga nadzira nekakšen "program smrti". Tako imenujejo poseben nabor genov, zaradi katerega telo raste zamrlo in umre, kar daje pot svoji novi generaciji.
Drugi znanstveniki menijo, da je staranje popolnoma naključen proces kopičenja mutacij in naključnih razčlenitev v celicah, kar vodi v kopičenje tako imenovanih "starih" celic v telesu. Prenehajo sodelovati v življenju telesa zaradi pojava mutacij v njihovi DNK ali doseganja meja delitve. Nedavni poskusi so pokazali, da je njihovo odstranjevanje iz telesa črvov znatno podaljšalo njihovo življenje in izboljšalo vitalne funkcije.
Obstoj golih podgan in drugih "nesmrtnih" živali, kot je opozoril Pyotr Fedichev, ustanovitelj podjetja Gero in vodja laboratorija na MIPT, je pred nekaj leti svojo ekipo predpostavil, da mora program staranja še vedno obstajati in da ga je mogoče prenehati uporabljati z določenimi drogami oz. s spreminjanjem delovanja genov.
Za iskanje so izbrali šest ducatov različnih vrst ogorčic, ki so bile nekatere, od katerih so nekatere živele nenavadno dolgo, več desetkrat višje od norme, druge pa so živele razmeroma normalno obdobje ali nenavadno kratko. Biologi so poskušali odkriti razloge za razvoj teh razlik s primerjavo, kako se je aktivnost njihovih genov spreminjala v različnih življenjskih obdobjih, in analizirali njihove značilne sklope mutacij.
Znanstvenike je sprva zanimal odgovor na eno preprosto vprašanje - zakaj so mutacije v nekaterih genih, ki so jih ogorčice pridobile še preden so se izstopile na svet, bistveno podaljšale njihovo življenje, njihova blokada z RNA v odrasli dobi pa ni prinesla enakega učinka.
Zaradi tega so ruski genetiki in matematiki ter njihovi kolegi z medicinske univerze Arkansas v Little Rocku (ZDA) sumili, da tako majhne spremembe povzročajo obsežno prestrukturiranje celotnega programa staranja, ki ga je bilo težko ali nemogoče ponoviti.
Da bi preizkusili te pomisleke, sta Fedichev in njegovi sodelavci rezultate lastnih meritev in poskusov drugih znanstvenih skupin združili v obsežno bazo podatkov, ki odražajo, kako se je delo vseh genov ogorčic spreminjalo s starostjo. Vsebino so analizirali s sistemom strojnega učenja, s katerim so lahko poudarili tudi najbolj subtilne podobnosti.
Promocijski video:
Pokazala je, da proces staranja res spominja na določen program - aktivnost genov pri vseh dolgoživih črvih se je spreminjala v eno smer. Z drugimi besedami, spremenila se je na podoben, ne naključen način. Najpomembneje je, da je upočasnitev spreminjanja vedenja genov neposredno odražala, kako dolgo lahko vretenčarji preživijo.
Zaradi tega odkritja je bil Fedichev in njegova ekipa ugibati, da je podoben učinek mogoče doseči tudi z zdravili, ne da bi se zatekli k genetskim posegom. Podobne snovi so poskušali najti s pomočjo baze podatkov CMAP, ki vsebuje izčrpne informacije o tem, kako določena zdravila in druge snovi vplivajo na različne človeške gene.
Pomagala jim je najti štiri doslej neznana zdravila, ki bi »upočasnila« program staranja na podoben način kot mutacije v genih za dolgoživost. Testiranje na običajnih črvih je pokazalo, da vsi upočasnjujejo staranje ogorčic do ene ali druge stopnje. Najmočnejše zdravilo, navadni analgin, je na primer podaljšalo njihovo življenje za tretjino.
