Vědci zjistili, že dlouhověké organismy často vykazují vysokou expresi genů zapojených do opravy DNA, transportu RNA a regulace buněčného skeletu a nízkou expresi genů zapojených do zánětu a spotřeby energie.
Výzkumníci z University of Rochester, kteří se zajímají o genetiku dlouhověkosti, navrhují nové cíle pro boj proti stárnutí a poruchy související s věkem.
Savci stárnoucí značně rozdílným tempem vznikli přirozeným výběrem. Například krysy nahé mohou žít až 41 let, což je 10krát déle než krysy a další hlodavci podobné velikosti.
Co způsobuje dlouhověkost? Podle nedávné studie biologů je klíčový prvek skládačky University of Rochester, Nachází se v mechanismech, které řídí genovou expresi.
Vera Gorbunova, profesorka biologie a medicíny Doris Jones Cherry, Andrei Siluanov, první autor publikace, Jinlong Lu, postdoktorandský výzkumný pracovník v laboratoři Gorbunovy, a další výzkumníci se zabývali geny souvisejícími s dlouhověkostí v nedávném článku publikovaném v roce buněčný metabolismus.
Jejich zjištění ukázala, že dva regulační mechanismy, které řídí genovou expresi, známé jako cirkadiánní sítě a pluripotentní sítě, jsou nezbytné pro dlouhověkost. Tyto objevy jsou důležité pro pochopení toho, jak dlouhověkost vzniká, a také pro poskytnutí nových cílů v boji proti stárnutí a poruchám souvisejícím s věkem.
Při porovnávání vzorců genové exprese 26 druhů s různým věkem biologové z University of Rochester zjistili, že vlastnosti různých genů byly řízeny cirkadiánními sítěmi nebo sítěmi pluripotence. Kredit: Ilustrace University of Rochester / Julia Joshby
Porovnání genů dlouhověkosti
S maximálním věkem v rozmezí od 2 let (rejsci) do 41 let (nahé krtčí krysy) vědci analyzovali vzorce genové exprese 26 druhů savců. Objevili tisíce genů, které byly pozitivně nebo negativně spojeny s dlouhověkostí a byly spojeny s maximální délkou života druhu.
Zjistili, že dlouhověké druhy měly tendenci mít nižší expresi genů zapojených do energetického metabolismu a zánětu. a vysoká exprese genů zapojených do[{“ attribute=““>DNA repair, RNA transport, and organization of cellular skeleton (or microtubules). Previous research by Gorbunova and Seluanov has shown that features such as more efficient DNA repair and a weaker inflammatory response are characteristic of mammals with long lifespans.
The opposite was true for short-lived species, which tended to have high expression of genes involved in energy metabolism and inflammation and low expression of genes involved in DNA repair, RNA transport, and microtubule organization.
Two pillars of longevity
When the researchers analyzed the mechanisms that regulate the expression of these genes, they found two major systems at play. The negative lifespan genes—those involved in energy metabolism and inflammation—are controlled by circadian networks. That is, their expression is limited to a particular time of day, which may help limit the overall expression of the genes in long-lived species.
This means we can exercise at least some control over the negative lifespan genes.
“To live longer, we have to maintain healthy sleep schedules and avoid exposure to light at night as it may increase the expression of the negative lifespan genes,” Gorbunova says.
On the other hand, positive lifespan genes—those involved in DNA repair, RNA transport, and microtubules—are controlled by what is called the pluripotency network. The pluripotency network is involved in reprogramming somatic cells—any cells that are not reproductive cells—into embryonic cells, which can more readily rejuvenate and regenerate, by repackaging DNA that becomes disorganized as we age.
“We discovered that evolution has activated the pluripotency network to achieve a longer lifespan,” Gorbunova says.
The pluripotency network and its relationship to positive lifespan genes is, therefore “an important finding for understanding how longevity evolves,” Seluanov says. “Furthermore, it can pave the way for new antiaging interventions that activate the key positive lifespan genes. We would expect that successful antiaging interventions would include increasing the expression of the positive lifespan genes and decreasing the expression of negative lifespan genes.”
Reference: “Comparative transcriptomics reveals circadian and pluripotency networks as two pillars of longevity regulation” by J. Yuyang Lu, Matthew Simon, Yang Zhao, Julia Ablaeva, Nancy Corson, Yongwook Choi, KayLene Y.H. Yamada, Nicholas J. Schork, Wendy R. Hood, Geoffrey E. Hill, Richard A. Miller, Andrei Seluanov and Vera Gorbunova, 16 May 2022, Cell Metabolism.
DOI: 10.1016/j.cmet.2022.04.011
The study was funded by the National Institute on Aging.
Přátelský webový obhájce. Odborník na popkulturu. Bacon ninja. Tvrdý twitterový učenec.
