Długowieczność przekazywana potomstwu!

Po raz pierwszy na świecie, badacze udowodnili przenoszenie z jednej generacji na drugą cech epigenetycznych, które przyczyniają się do zwiększania długowieczności. Są to zaskakujące rezultaty, których naukowcy nie potrafią wyjaśnić.

Nicienie są zwierzętami, które wyjątkowo szczególnie bada się w laboratoriach. A zespół naukowców z uniwersytetów Harvard i Stanford skupiły się zwłaszcza na gatunku Caenorhabditis elegans. Dzięki temu, badacze wykazali, że te nieprzyjemne robaki były w stanie przenosić swoje cechy epigenetyczne na swoje potomstwo. A przy okazji, zdolność spowalniania procesu starzenia.

Co to jest epigenetyka?

To całość czynników, które wpływają na ekspresję genów. To znaczy, że nie dotyczy ona DNA w dosłownym sensie (porządku baz, przede wszystkim), ale raczej wszystkiego, co ma znaczenie dla odczytania i dla ekspresji tego DNA.

Modyfikacje genetyczne zwiększają długowieczność o 30%

Nicienie z gatunku Caenorhabditis elegans, to cenny model biologiczny, ponieważ ich długość życia wynosi około 3 tygodnie. Dlatego dość powszechną sprawą jest badanie procesu starzenia na przykładzie tych zwierząt.

Modyfikacje epigenetyczne na poziomie DNA tego robaka w konsekwencji powodują wydłużanie jego życia. Długowieczność nicieni jest kontrolowana przez kilka genów. Możliwe jest zmienianie ekspresji tych genów, usuwając albo dodając znaki chemiczne na fragmentach DNA, których to dotyczy, a także na histonach (proteiny wokół których skręca się DNA, dając chromosomom ich charakterystyczny kształt).

Usuwając grupę metylową (CH3) z niektórych miejsc histonu (w kompleksie H3K4me3), badacze wykazali już wcześniej, iż możliwe jest wydłużenie życia robaków o około 30%. Ale tym razem, naukowcy poszli o wiele dalej.

Nie chodzi tylko o to, że ta modyfikacja epigenetyczna pozwala spowolnić starzenie robaka posiadającego kompleks H3K4me3 uszkodzony, ale co więcej, cecha ta jest przenoszona na kolejną generację, jak wyjaśniają badacze w przeglądzie Nature.

Niezwykły wynik badań – modyfikacje epigenetyczne przenoszone na ... trzecie pokolenie

Rezultat ten jest wyjątkowo zaskakujący, ponieważ wcześniej wykazano, że uszkodzenia DNA i histonów, albo inne modyfikacje epigenetyczne, były generalnie znoszone w czasie mejozy, czyli podziału komórkowego, prowadzącego do powstawania gamet. A więc, jak ta cecha może być przeniesiona na kolejne pokolenie? Badacze nie wiedzą.

Dlatego prowadzą teraz dodatkowe badania, aby rozjaśnić tę kwestię. Jak również, zajmują się inną sprawą: jeśli nawet faktycznie cecha ta jest przenoszona na kolejne pokolenie, a następnie na kolejne pokolenie, to transmisja ta nie trwa wiecznie i zatrzymuje się właśnie na trzeciej generacji robaków.

Badacze wysnuwają już nawet pewną hipotezę: kompleks H3K4me3 zawiera gen kodujący proteiny odpowiedzialne za ponowne inicjowanie modyfikacji epigenetycznych. W momencie modyfikacji tego kompleksu w celu przedłużenia życia robaków, mechanizm, który ma czyścić modyfikacje genetyczne również zostaje uszkodzony.

Wyjątkowe nicienie?

Celem badań nad nicieniami C. elegans jest z jednej strony lepsze zrozumienie mechanizmu ekspresji genów, które biorą udział w procesie starzenia oraz apoptozy (samobójcza śmierć komórki). Jak również, badacze chcą określić, czy u innych zwierząt istnieją podobne mechanizmy, a przede wszystkim – u ssaków.

W tej optyce, fakt, że część kompeksu H3K4me3 jest obecna u większości organizmów, a więc także u ssaków, jest zachęcająca. Po raz pierwszy w historii badania naukowe udowadniają transmisję cechy genetycznej dotyczącej zwiększenia długowieczności. Co będzie dalej, to się jeszcze okaże.