Τα γονίδια στο DNA του ανθρώπου μπορεί να διαφέρουν σημαντικά μεταξύ τους αναφορικά με το μέγεθος. Σήμερα, έχουμε ανακαλύψει γονίδια που έχουν μήκος λίγες βάσεις, μέχρι γονίδια που έχουν μήκος 2 εκατομμύρια βάσεις. Τα γονίδια μεταφέρουν πληροφορίες για την παραγωγή πρωτεϊνών ή την εκτέλεση διαφόρων λειτουργιών που θεωρούνται απαραίτητες για τη φυσιολογική λειτουργία του οργανισμού.
Μία νέα μελέτη που δημοσιεύτηκε πριν από λίγες ημέρες παρατήρησε ότι τα γονίδια μεγαλύτερου μήκους γίνονται λιγότερο ενεργά από αυτά μικρότερου μήκους στη μεγαλύτερες ηλικίες. Οι παρατήρηση αυτή είναι ιδιαίτερα σημαντική καθώς μας βοηθά να κατανοήσουμε καλύτερα τη διαδικασία της γήρανσης.
Η ομάδα της έρευνας υποστήριξε ότι αρχικά ο στόχος της δεν ήταν να εξετάσει το μήκος των γονιδίων, αλλά συγκεκριμένες μεταλλάξεις και πως αυτές επηρεάζουν την έκφραση των γονιδίων. Ωστόσο, η αναζήτηση αυτή δεν είχε αποδώσει καρπούς.
Κατά συνέπεια, η ομάδα αποφάσισε να επικεντρωθεί περισσότερο σε άλλους παράγοντες, μεταξύ των οποίων και το μήκος των γονιδίων. Προηγούμενες μελέτες είχαν δείξει ότι η δραστηριότητα των γονιδίων μπορεί να μεταβάλλεται με την ηλικία. Για παράδειγμα, η ποσότητα του RNA μειώνεται σταδιακά και ως αποτέλεσμα επηρεάζεται η διαδικασία της μεταγραφής. Το γεγονός αυτό επηρεάζει περισσότερο τη λειτουργία των μεγάλων γονιδίων, όπως τόνισε η ομάδα.
Στο επόμενο κομμάτι της μελέτης τους οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν έναν αλγόριθμο μηχανικής μάθησης με σκοπό να ανιχνεύσουν τα χαρακτηριστικά που εξηγούν περισσότερο τις αλλαγές του RNA σε 17 διαφορετικούς ιστούς, μεταξύ των οποίων η καρδιά, ο εγκέφαλος και οι νεφροί σε αρσενικά ποντίκια ηλικίας 4, 9, 12, 18 και 24 μηνών.
Από την ανάλυση αυτή διαπιστώθηκε ότι στα πειραματόζωα μεγαλύτερης ηλικίας υπήρχαν περισσότερα προϊόντα μεταγραφής από γονίδια μικρού μήκους παρά από γονίδια μεγάλους μήκους. Η παρατήρηση αυτή βοήθησε τους επιστήμονες να κατανοήσουν γιατί δεν κατάφεραν να παρατηρήσουν διαφορές σε συγκεκριμένες ομάδες γονιδίων στα αρχικά τους πειράματα. Αν και υπήρχαν διαφορές στην έκφραση συγκεκριμένων γονιδίων, γενικά τα γονίδια μικρού μήκους φαίνεται ότι ήταν πιο ενεργά στις μεγαλύτερες ηλικίες σε σχέση με αυτά που είχαν μεγάλο μήκος.
Η ομάδα επανέλαβε το παραπάνω πείραμα χρησιμοποιώντας ιστούς από νεκροψίες ανθρώπων, καθώς και δείγματα ιστών από πειραματόζωα που απομονώθηκαν σε διάφορες ηλικίες των ζώων. Όπως διαπίστωσαν, η σύνδεση ανάμεσα στο μήκος των γονιδίων και την έκφρασή τους ήταν εμφανής σε όλους τους διαφορετικούς οργανισμούς. Αυτό μάλιστα ήταν εμφανές και στους ανθρώπους, ανεξαρτήτως του αιτίου από το οποίο κατέληξαν.
«Το γεγονός αυτό επιβεβαίωσε τη θεωρία μας καθώς πλέον γνωρίζαμε ότι ο μηχανισμός που παρατηρήσαμε ισχύει και στον άνθρωπο», τόνισε η ομάδα.
Όταν οι επιστήμονες εξέτασαν ποια είναι τα γονίδια με το μικρότερο μήκος, διαπίστωσαν ότι αυτά συνδέονται ως επί το πλείστον με μειωμένη διάρκεια ζωής. Για παράδειγμα, μία κατηγορία γονιδίων με ιδιαίτερα μικρό μήκος είναι αυτά που ρυθμίζουν το μήκος των τελομερών (τις αλληλουχίες του DNA στο τέλος των χρωμοσωμάτων που κονταίνουν με την ηλικία). Άλλα γονίδια μικρού μήκος εμπλέκονται στη λειτουργία του ανοσοποιητικού συστήματος.
Αντιθέτως, τα γονίδια που έχουν μεγάλο μήκος συνδέονται συνήθως με παράγοντες που αυξάνουν τη διάρκεια ζωής, όπως για παράδειγμα τα γονίδια για τη δραστηριότητα των νευρώνων και τη ρύθμιση της μετάφρασης.
Στο επόμενο κομμάτι της μελέτης τους οι επιστήμονες εξέτασαν τις επιδράσεις 12 φαρμάκων στην ισορροπία των γονιδίων μικρού και μεγάλου μήκους. 7 από τα παραπάνω φάρμακα, μεταξύ των οποίων η ραπαμυκίνη και η ρεσβερατρόλη, αύξησαν σημαντικά την έκφραση των γονιδίων μεγάλου μήκους, γεγονός που δείχνει ότι η ανισορροπία βραχέων-μακρών γονιδίων είναι δυνατό να αναστραφεί.
Οι παρατηρήσεις της έρευνας δημοσιεύτηκαν πριν από λίγες ημέρες στο επιστημονικό περιοδικό Nature Aging.
Τα αποτελέσματα της παρούσας μελέτης πρακτικά συμφωνούν με αυτά προηγουμένων ερευνών που είχαν δείξει ότι η συσσώρευση μεταλλάξεων στο DNA που συμβαίνει κατά τη γήρανση επηρεάζει περισσότερο τα γονίδια μεγάλου μήκους. Συγκεκριμένα, όσο μεγαλύτερο είναι ένα γονίδιο, τόσο αυξάνεται η πιθανότητα να παρουσιάσει βλάβες που δεν είναι δυνατό να επιδιορθωθούν. Οι βλάβες αυτές επηρεάζουν τη μεταγραφή, γεγονός που οδηγεί τελικά σε μείωση του αριθμού των γονιδίων μεγάλου μήκους.
Προς το παρόν, ο μηχανισμός που παρατηρήθηκε στην παρούσα μελέτη σίγουρα αποτελεί μία ενδιαφέρουσα θεωρία, ωστόσο ακόμα δεν γνωρίζουμε αν συνδέεται πράγματι με τη διαδικασία της γήρανσης. Οι διαταραχές στη μεταγραφή των γονιδίων μπορεί να προκαλούνται από άλλους παράγοντες, όπως για παράδειγμα το ιστορικό λοιμώξεων.
Οι επιστήμονες ελπίζουν, ωστόσο, ότι οι παρατηρήσεις της μελέτης τους θα συγκεντρώσουν αρκετό ενδιαφέρον, γεγονός που θα τους επιτρέψει να εξερευνήσουν περισσότερο και άλλους μηχανισμούς που συνδέονται με τη γήρανση.
Φωτογραφία: Craig Dennis