Tyrimas, atliktas su C. elegans modeliu, rodo, kad mRNA pusiausvyra ląstelėse turi įtakos gyvenimo trukmei.

Kodėl kai kurie žmonės gyvena ilgiau nei kiti? Mūsų DNR genai yra svarbūs padedant mums išvengti ligų ir palaikyti bendrą sveikatą, tačiau genomo sekos skirtumai paaiškina mažiau nei 30 % natūralių žmogaus gyvenimo trukmės pokyčių.

Senėjimo poveikio tyrimas molekuliniu lygmeniu galėtų padėti suprasti gyvenimo trukmės pokyčius, tačiau surinkti duomenis tokiu greičiu, mastu ir kokybe, kokia reikia norint tai ištirti žmonėms, yra neįmanoma. Todėl tyrėjai kreipiasi į kirminus (Caenorhabditis elegans). Žmonės turi daug biologinių panašumų su šiais mažais padarais, kurių gyvenimo trukmė taip pat labai natūraliai skiriasi.

Genomo reguliavimo centro (CRG) tyrėjai kontroliuojamoje aplinkoje stebėjo tūkstančius genetiškai identiškų kirminų. Net ir tada, kai visų kirminų mityba, temperatūra ir sąlytis su plėšrūnais bei patogenais buvo vienodi, daugelis jų ir toliau gyveno ilgiau ar trumpiau nei vidutiniškai.

Tyrimo metu šio kintamumo priežastis buvo nustatyta gemalo ląstelių (reprodukcijoje dalyvaujančių ląstelių) ir somatinių ląstelių (kūną sudarančių ląstelių) mRNR lygio pokyčiais. Laikui bėgant, šių dviejų ląstelių tipų mRNR pusiausvyra sutrinka arba „atsijungia“, todėl kai kurie asmenys sensta greičiau nei kiti. Tyrimo rezultatai paskelbti žurnale „ Cell“.

Tyrime taip pat nustatyta, kad atsiejimo proceso mastą ir greitį reguliuoja mažiausiai 40 skirtingų genų grupė. Šie genai atlieka daug skirtingų vaidmenų organizme – nuo metabolizmo iki neuroendokrininės sistemos. Tačiau šis tyrimas yra pirmasis, parodantis, kad visi jie sąveikauja ir lemia, kad kai kurie asmenys gyvena ilgiau nei kiti.

Išjungus kai kuriuos genus, kirminų gyvenimo trukmė pailgėjo, o išjungus kitus – sutrumpėjo. Šie rezultatai rodo stebinančią galimybę: natūralūs kirminų senėjimo skirtumai gali atspindėti daugelio skirtingų genų aktyvumo atsitiktinumą, todėl atrodo, kad individams buvo išjungta daug skirtingų genų.

„Ar kirminas išgyvena 8, ar 20 dienų, priklauso nuo, regis, atsitiktinių šių genų aktyvumo skirtumų. Kai kuriems kirminams, regis, tiesiog pasisekė, nes tinkamu laiku aktyvuojamas tinkamas genų rinkinys“, – sako dr. Matthias Ederis, pirmasis straipsnio autorius ir Genomo reguliavimo centro tyrėjas.

Trijų genų – aexr-1, nlp-28 ir mak-1 – pašalinimas turėjo ypač dramatišką poveikį gyvenimo trukmės kitimui, sumažindamas jį nuo maždaug 8 dienų iki vos 4. Užuot vienodai pratęsus visų individų gyvenimą, bet kurio iš šių genų pašalinimas žymiai padidino trumpaamžių kirminų gyvenimo trukmę, o ilgiausiai gyvenančių kirminų – praktiškai nepakito.

Tyrėjai pastebėjo tokį patį poveikį sveikatos trukmei – gyvenimo trukmei, praleistai sveikai, o ne tik fiziniam gyvenimui. Vieno geno sunaikinimas buvo pakankamas, kad neproporcingai pagerėtų sveikas senėjimas kirminams, kurių sveikatos trukmė trumpa.

„Tai ne apie nemirtingų kirminų kūrimą, o apie tai, kad senėjimo procesas būtų teisingesnis nei dabar. Iš esmės darome tai, ką daro gydytojai – paimame kirminus, kurie mirtų anksčiau nei jų bendraamžiai, ir padarome juos sveikesnius, padėdami jiems gyventi arčiau maksimalios galimos gyvenimo trukmės. Tačiau tai darome taikydami pagrindinius biologinius senėjimo mechanizmus, o ne tik gydydami sergančius asmenis. Tai iš esmės daro populiaciją vienodesnę ir ilgesnės trukmės“, – teigė dr. Nickas Stroustrupas, vyresnysis tyrimo autorius ir Genominio reguliavimo centro komandos vadovas.

Tyrime nenagrinėjama, kodėl genų išjungimas, regis, neturi neigiamos įtakos kirminų sveikatai.

„Keletas genų gali sąveikauti ir užtikrinti integruotą perteklių po tam tikro amžiaus. Taip pat gali būti, kad genų nereikia individams, gyvenantiems saugioje, jaukioje aplinkoje, pavyzdžiui, laboratorijoje. Atšiauriomis laukinės gamtos sąlygomis šie genai gali būti svarbesni išlikimui. Tai tik keletas veikiančių teorijų“, – sako dr. Ederis.

Tyrėjai savo atradimus padarė sukurdami metodą, kuris matuoja RNR molekules skirtingose ląstelėse ir audiniuose, derindami jį su „Gyvenimo trukmės mašina“ – prietaisu, kuris vienu metu seka tūkstančių nematodų gyvenimą. Kirminai gyvena Petri lėkštelėje mašinos viduje, po skaitytuvo akimi.

Prietaisas filmuoja nematodus kartą per valandą, surenkant daugybę duomenų apie jų elgesį. Tyrėjai planuoja sukurti panašų aparatą, skirtą tirti pelių, kurių biologija labiau panaši į žmonių, senėjimo molekulines priežastis.