Od neolitika do početka devetnaestog stoljeća prosječni životni vijek nije prelazio 30 godina. Čak i u relativno nedavnoj 1940. godini, životni vijek u SSSR-u bio je oko 40 godina, a u najpovoljnijim zemljama Skandinavije - 60 godina. I tek nedavno, zahvaljujući brzom razvoju medicine, ljudi su počeli živjeti jednako dugo kao nikada ranije (čak su razmišljali o masovnom prijelazu nakon sto godina života).
Ali, nažalost, dugo živjeti ne znači ostati jak i zdrav. I danas većina starih ljudi koji su dostigli starost već desetljećima pati od kroničnih bolesti povezanih s godinama, ponekad sanjajući da napuste ovaj smrtni svijet što je prije moguće.
Znanstvenici još uvijek traže biološke čimbenike koji s vremenom dovode do oštećenja stanica. Sada su istraživači sa Sveučilišta Harvard otkrili vezu između starenja i jednog od glavnih bioloških procesa poznatih kao spajanje RNA. Ovo otkriće ne samo baca svjetlost na ulogu molekularnog mehanizma u produljenju života, već i nagovještava mogućnost njegova prilagođavanja zdravom starenju.
"Ono što ubija neurone kod Alzheimerove bolesti sigurno se razlikuje od uzroka kardiovaskularnih bolesti, ali starenje je glavni faktor rizika za sve ove bolesti", rekao je stariji autor studije William Mair. - Dakle, jedno od najvećih pitanja - postoji li općenito načelo u radu molekularnih sustava koje omogućuje takvim bolestima da se učvrste u organima?
Da biste shvatili kako starenje možemo ometati spajanjem RNA, prvo je vrijedno podsjetiti se kako se sintetiziraju proteinske molekule, koji su glavni građevni blokovi stanica u ljudskom tijelu, a također reguliraju rad organa i tkiva. "Recepti" za njihovu proizvodnju su kodirani u genetskom kodu i pohranjeni su u jezgri svake stanice, poput u knjižnici.
Stvaranje novog proteina započinje činjenicom da se na temelju zasebnog odsječka DNA - gena izgrađuje takozvana messenger RNA, aminokiseline kodirane u kodu sastavljaju se u protein.
Ali geni, poput molekula RNA izgrađene na njihovoj osnovi, sadrže nekodirajuća područja koja se moraju isjeći tijekom spajanja prije nego što započne sinteza proteina.
Stabilna proizvodnja RNA i proteina ključna je za mlade i zdrave, pa su istraživači željeli znati kakav učinak imaju promjene u spajanju koje se neizbježno događaju s godinama.
Promotivni video:
Mayr i njegovi kolege eksperimentirali su s okruglim crvom Caenorhabditis elegans, što je tradicionalni i pomalo legendaran organizam u biologiji. Ovo je prva životinja za koju je genom dekodiran i sastavljena je cjelovita karta neurona živčanog sustava. Uz to, okrugla crv će možda postati prvo živo biće koje će u skoroj budućnosti otputovati na Mars. Važno je da C. elegans ima približno isti broj gena kao i ljudi, pa se široko koristi u genetskim istraživanjima.
"Ascaris je izvrstan predmet za studije starenja jer ti crvi žive samo tri tjedna, a za to vrijeme pokazuju jasne znakove vezanosti zbog starenja", objašnjava prva autorica studije Caroline Heintz. "Na primjer, gube mišićnu masu, smanjuje se njihova reproduktivna funkcija, imunološki sustav im se pogoršava, a na koži se pojavljuju čak i bore."
Budući da su stanice crva prozirne, znanstvenici su uspjeli označiti pojedinačne gene fluorescentnim proteinima i u stvarnom vremenu promatrati kako se proces spajanja mijenja kako starost okruglog sljeda. U roku od pet dana, tim nije mogao samo izolirati pojedince u populaciji u kojima je spajanje ostalo na normalnoj razini duljoj od ostalih, već je i precizno predvidio životni vijek svakog crva na temelju dinamike tih promjena.
"Ovo je zaista zanimljiv rezultat koji sugerira da ćemo jednog dana možda moći upotrijebiti spajanje kao biomarker za otkrivanje ranih znakova starenja", kaže Heinz. Ali ne samo to je znanstvenike usrećilo, došlo je i do drugog važnog rezultata.
Nakon toga, istraživači su razvili sustav ograničenja prehrane koji, kako je pokazao prethodni rad, može produljiti život crvima (i ne samo). Kao rezultat toga, proces spajanja okruglih glista stalno je ostao na "mladenačkoj" razini i nije se mijenjao s godinama.
U posljednjem koraku, tim se fokusirao na poseban element postupka spajanja, poznat kao faktor spajanja 1 (SFA-1). Dio je spliceosoma, masivne molekularne strukture koja je izravno uključena u uklanjanje nekodirajućih područja RNA. Pokazalo se da porast razine SFA-1 u stanicama produžava život ascarisa. Ovo je otkriće posebno važno jer je sličan element prisutan u mehanizmu spajanja kod ljudi.
"Ovi nevjerojatni rezultati pokazuju da je izmjenjeno spajanje RNA možda jedan od glavnih znakova procesa starenja", kaže Mayr. "Naš rad otvara sasvim novo područje istraživanja koje bi nam moglo pomoći da razumijemo kako produžiti život i ostati zdrav."
Više informacija o radu američkih znanstvenika može se naći u članku objavljenom u časopisu Nature.