Kodėl vieni žmonės gyvena ilgiau nei kiti? Mūsų DNR sekos genai yra svarbūs, padedantys išvengti ligų arba palaikyti bendrą sveikatą, tačiau vien tik mūsų genomo sekos skirtumai paaiškina mažiau nei 30 % natūralios žmogaus gyvenimo trukmės svyravimo.
Ištyrus, kaip senėjimas yra įtakojamas molekuliniu lygmeniu, būtų galima išaiškinti gyvenimo trukmės pokyčius, tačiau neįmanoma generuoti duomenų tokiu greičiu, mastu ir kokybe, kokių reikia norint tai ištirti žmonėms. Vietoj to, mokslininkai kreipiasi į kirminus (Caenorhabditis elegans). Žmonės dalijasi daugybe biologijos su šiomis mažomis būtybėmis, kurių gyvenimo trukmė taip pat labai skiriasi.
Genominio reguliavimo centro (CRG) mokslininkai stebėjo tūkstančius genetiškai identiškų kirminų, gyvenančių kontroliuojamoje aplinkoje. Net kai visų kirminų mityba, temperatūra ir plėšrūnų bei patogenų poveikis yra vienodi, daugelis individų ir toliau gyvena ilgesnį ar trumpesnį laiką nei vidutiniškai.
Tyrimas atskleidė, kad pagrindinis šios variacijos šaltinis yra mRNR kiekio pokyčiai lytinių ląstelių ląstelėse (kuriose dalyvauja dauginantis) ir somatinėse ląstelėse (kūną sudarančiose ląstelėse). MRNR pusiausvyra tarp dviejų tipų ląstelių laikui bėgant sutrinka arba „atsijungia“, todėl kai kurie asmenys sensta greičiau nei kiti. Išvados šiandien paskelbtos žurnale Ląstelė.
Tyrimas taip pat parodė, kad atsiejimo proceso dydžiui ir greičiui įtakos turi mažiausiai 40 skirtingų genų grupė. Šie genai atlieka daugybę skirtingų vaidmenų organizme, pradedant metabolizmu ir baigiant neuroendokrinine sistema. Tačiau tyrimas yra pirmasis, parodantis, kad jie visi sąveikauja, kad kai kurie asmenys gyventų ilgiau nei kiti.
Kai kurių genų numušimas prailgino kirmino gyvenimo trukmę, o kitų – sutrumpino. Išvados rodo netikėtą galimybę: natūralūs senstančių kirminų skirtumai gali atspindėti daugelio skirtingų genų veiklos atsitiktinumą, todėl atrodo, kad individai buvo paveikti daugelio skirtingų genų numušimo.
„Nesvarbu, ar kirminas gyvena 8, ar 20 dieną, lemia iš pažiūros atsitiktiniai šių genų veiklos skirtumai. Atrodo, kad kai kurioms kirmėlėms tiesiog pasisekė, nes jie turi tinkamą genų derinį, aktyvuotą tinkamu laiku”, – sako dr. Matthias Ederis, pirmasis straipsnio autorius ir Genominio reguliavimo centro tyrėjas.
Trijų genų – aexr-1, nlp-28 ir mak-1 – sunaikinimas turėjo ypač didelį poveikį gyvenimo trukmės dispersijai, sumažindamas intervalą nuo maždaug 8 dienų iki vos 4. Užuot vienodai pailginęs visų individų gyvenimą, pašalinus bet kokius vienas iš šių genų drastiškai padidino žemutinės spektro dalies kirminų gyvenimo trukmę, o ilgiausiai gyvenančių kirminų gyvenimo trukmė išliko beveik nepakitusi.
Tyrėjai pastebėjo tą patį poveikį sveikatos trukmei, sveiko gyvenimo laikotarpiui, o ne tik tam, kiek laiko asmuo yra fiziškai gyvas. Tyrėjai tai išmatavo tirdami, kiek ilgai kirminai išlaiko energingą judėjimą. Pakako numušti tik vieną iš genų, kad neproporcingai pagerėtų sveikas kirminų senėjimas, esantis žemesnio sveikatos intervalo spektro gale.
„Kalbama ne apie nemirtingų kirminų kūrimą, o apie tai, kad senėjimas būtų teisingesnis procesas nei yra dabar – sąžiningesnis žaidimas visiems. Tam tikra prasme mes darome tai, ką daro gydytojai, t. y. imamės kirminų, kurie greičiau mirs. nei jų bendraamžiai ir padaryti juos sveikesnius, padėdami jiems gyventi arčiau maksimalios galimos gyvenimo trukmės paleisti“, – sako Dr. Nick Stroustrup, vyresnysis tyrimo autorius ir Genominio reguliavimo centro grupės vadovas.
Tyrime nenagrinėjama, kodėl genų išmušimas neturi neigiamos įtakos kirmino sveikatai.
„Keli genai gali sąveikauti, kad suteiktų įmontuotą atleidimą po tam tikro amžiaus. Taip pat gali būti, kad genai nereikalingi žmonėms, gyvenantiems gerybinėmis ir saugiomis sąlygomis, kai kirminai laikomi laboratorijoje. Atšiaurioje aplinkoje laukiniai, šie genai gali būti svarbesni išgyvenimui. Tai tik keletas veikiančių teorijų“, – sako dr. Ederis.
Tyrėjai padarė savo išvadas kurdami metodą, kuriuo matuojamos RNR molekulės skirtingose ląstelėse ir audiniuose, derinant jį su „Lifespan Machine” – prietaisu, kuris vienu metu stebi visą tūkstančių nematodų gyvenimą. Kirminai gyvena Petri lėkštelėje, esančioje mašinos viduje, stebint skaitytuvą.
Prietaisas kartą per valandą vaizduoja nematodus, renkant daug duomenų apie jų elgesį. Tyrėjai planuoja sukurti panašų aparatą, kad ištirtų molekulines pelių senėjimo priežastis, kurių biologija yra labiau panaši į žmonių.