การศึกษาใหม่ได้เพิ่มและเสริมความแข็งแกร่งให้กับการเชื่อมโยงที่ทำให้นักวิทยาศาสตร์เสนอ “ทฤษฎี transposon of aging”

“จนถึงขณะนี้ มีการเชื่อมโยงและข้อเสนอแนะที่เราทุกคนมีเหตุผล แต่ความแตกต่างในด้านวิทยาศาสตร์ก็คือ คุณต้องการข้อมูลเพื่อสำรองความคิดเห็นของคุณ”

Transposons เป็นองค์ประกอบอันธพาลของ DNA ที่แตกเป็นอิสระในเซลล์ที่แก่ชราและเขียนตัวเองใหม่ในส่วนอื่นของจีโนมซึ่งอาจทำให้เกิดความสับสนวุ่นวายในอายุขัยในองค์ประกอบทางพันธุกรรมของเนื้อเยื่อ

เมื่อเซลล์มีอายุมากขึ้น การศึกษาก่อนหน้านี้ได้แสดงให้เห็น การพันกันของเฮเทอโรโครมาตินที่พันกันแน่น ซึ่งโดยทั่วไปแล้วทรานสโปซอนจะหลวมขึ้น ทำให้พวกมันหลุดออกจากตำแหน่งในโครโมโซมและย้ายไปที่โครโมโซมใหม่ ซึ่งขัดขวางการทำงานของเซลล์ตามปกติ ในขณะเดียวกัน นักวิทยาศาสตร์ได้แสดงให้เห็นว่าการแทรกแซงที่อาจเกี่ยวข้อง เช่น การจำกัดแคลอรีหรือการจัดการยีนบางชนิด สามารถพิสูจน์ให้เห็นถึงการยืดอายุขัยในสัตว์ทดลอง

Stephen Helfand ศาสตราจารย์ด้านชีววิทยาจากมหาวิทยาลัยบราวน์และผู้เขียนอาวุโสของการศึกษาใหม่ในรายงานฉบับนี้กล่าวว่า "ในรายงานฉบับนี้ ก้าวที่ยิ่งใหญ่ไปสู่ความเป็นไปได้ของความสัมพันธ์เชิงสาเหตุที่แท้จริง" กิจการของ National Academy of Sciences. “จนถึงขณะนี้ มีการเชื่อมโยงและข้อเสนอแนะที่เราทุกคนมีเหตุผล แต่ความแตกต่างในด้านวิทยาศาสตร์ก็คือ คุณต้องการข้อมูลเพื่อสำรองความคิดเห็นของคุณ”

เชื่อมต่อจุดต่างๆ

ผลลัพธ์ใหม่นี้นำโดย Jason Wood นักวิจัยของคณะ มาจากการทดลองหลายอย่างที่ละเอียดและตรงไปตรงมาในการเชื่อมโยงจุดต่างๆ ระหว่างเฮเทอโรโครมาตินที่อ่อนตัวลง การแสดงออกของ transposon ที่เพิ่มขึ้น อายุ และอายุขัยที่เพิ่มขึ้น

ในการทดลองชุดหนึ่ง ทีมงานได้มองเห็นองค์ประกอบที่เคลื่อนย้ายได้โดยการกระโดดไปรอบๆ ในแมลงวันผลไม้เมื่อพวกมันมีอายุมากขึ้น พวกเขาแทรกข้อมูลโค้ดพันธุกรรมพิเศษเข้าไปในเซลล์ร่างกายที่มีไขมัน ซึ่งเทียบเท่ากับตับของมนุษย์และเซลล์ไขมันในแมลงวันที่จะเรืองแสงเป็นสีเขียวสดใสเมื่อองค์ประกอบที่สามารถเคลื่อนย้ายได้เฉพาะในจีโนม ภายใต้กล้องจุลทรรศน์ นักวิทยาศาสตร์สามารถเห็นรูปแบบที่ชัดเจนว่า "กับดัก" เรืองแสงนั้นสว่างไสวมากขึ้นเรื่อยๆ เมื่อแมลงวันมีอายุมากขึ้น

การเพิ่มขึ้นของกิจกรรม transposon ไม่คงที่เนื่องจากแมลงวันมีอายุมากขึ้น “แมลงวันมีอายุถึงเกณฑ์หนึ่งแล้วค่อยบินออกไปแบบทวีคูณ” วูดกล่าว ข้อมูลแสดงให้เห็นว่ากรอบเวลาที่กิจกรรมขององค์ประกอบที่เคลื่อนย้ายได้เริ่มเพิ่มขึ้นจริง ๆ มีความสัมพันธ์อย่างแน่นหนากับเวลาที่แมลงวันเริ่มตาย

การทดลองหลายชิ้นในรายงานยังแสดงให้เห็นว่าการแทรกแซงหลักที่ทราบกันดีอยู่แล้วในการเพิ่มอายุขัย ซึ่งเป็นอาหารที่มีแคลอรีต่ำ จะชะลอการเริ่มต้นของกิจกรรมทรานสโปซอนที่เพิ่มขึ้นอย่างมาก

เพื่อสำรวจความเชื่อมโยงระหว่างการแสดงออกของทรานสโปซอนกับอายุขัย ทีมงานได้ทดสอบผลกระทบของการจัดการยีนที่ทราบว่าปรับปรุงการกดขี่เฮเทอโรโครมาตินซึ่งไม่เพียงแต่พบในแมลงวันเท่านั้น แต่ยังพบในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมด้วย ตัวอย่างเช่น การเพิ่มการแสดงออกของยีน Su(var)3-9 ซึ่งช่วยสร้างเฮเทอโรโครมาติน ยืดอายุแมลงวันสูงสุดจาก 60 เป็น 80 วัน การแสดงออกที่เพิ่มขึ้นของยีนที่เรียกว่า Dicer-2 ซึ่งใช้เส้นทาง RNA ขนาดเล็กเพื่อยับยั้ง transposons และเพิ่มอายุขัยอย่างมีนัยสำคัญเช่นกัน

ในที่สุด พวกเขาแสดงให้เห็นว่ายาต้านเอชไอวีที่เรียกว่า 3TC ซึ่งยับยั้งการกระตุ้นทรานส์โพซอนและการเคลื่อนที่ของพวกมันไปยังตำแหน่งใหม่ในจีโนม สามารถฟื้นฟูอายุขัยของแมลงวันที่มีการกลายพันธุ์ที่ทำให้ Dicer-2 ไม่ทำงาน

ขั้นตอนถัดไป

สำหรับผลลัพธ์ใหม่ทั้งหมด Helfand กล่าวว่ายังไม่ถึงเวลาที่จะประกาศอย่างตรงไปตรงมาว่า transposons เป็นสาเหตุของผลกระทบด้านสุขภาพของวัยชรา “พวกเขาสร้างเรื่องราวที่แข็งแกร่ง” เขากล่าว “เรากำลังเริ่มที่จะเอาเนื้อไปวางบนโครงกระดูก”

แต่มีการวางแผนการทดลองใหม่ ตัวอย่างเช่น ทีมงานจะจงใจส่งเสริมการแสดงออกขององค์ประกอบที่สามารถเคลื่อนย้ายได้ เพื่อดูว่าสิ่งนั้นจะบ่อนทำลายสุขภาพและอายุขัยหรือไม่ อีกวิธีหนึ่งคือการใช้เทคนิคการแก้ไขยีน CRISPR อันทรงพลังเพื่อปิดการใช้งานความสามารถขององค์ประกอบ transposable ในการระดมภายในจีโนมโดยเฉพาะ หากการแทรกแซงนั้นส่งผลต่ออายุขัยก็จะบอกได้เช่นกัน Helfand กล่าว

ทีมงานยังคงพัฒนาการแทรกแซงด้านยาอย่างต่อเนื่องโดยหวังว่าจะเพิ่มประสิทธิภาพและเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับความปลอดภัยของยา

บราวน์ยังเป็นผู้นำทุนใหม่กับมหาวิทยาลัยนิวยอร์กและมหาวิทยาลัยโรเชสเตอร์เพื่อพัฒนาการศึกษา transposons ในวัยสูงอายุต่อไป

แม้ว่าทรานสโพซอนดูเหมือนจะเป็นปัจจัยสำคัญในการมีอายุมากขึ้น แต่เฮลฟานด์และวูดกล่าวว่า พวกมันน่าจะเป็นเพียงส่วนหนึ่งของกระบวนการที่กว้างขึ้นซึ่งบ่อนทำลายสุขภาพเมื่อเวลาผ่านไป "มีกลไกที่เป็นไปได้มากมายที่ส่งผลต่อกระบวนการชราภาพ" วูดกล่าว “มีหลายสิ่งหลายอย่างเกิดขึ้น แต่เราคิดว่านี่เป็นหนึ่งในนั้น”

สถาบันสุขภาพแห่งชาติและสหพันธ์วิจัยผู้สูงอายุแห่งอเมริกาให้ทุนสนับสนุนการวิจัย

ที่มา: มหาวิทยาลัยบราวน์

หนังสือที่เกี่ยวข้อง

at ตลาดภายในและอเมซอน