En ny studie øker og styrker koblingene som har ført forskere til å foreslå "transposon teorien om aldring."
"Så langt har det vært foreninger og forslag som for oss alle gir mening, men forskjellen i vitenskap er at du trenger dataene for å sikkerhetskopiere din mening."
Transposons er falske elementer av DNA som brytes fri i aldrende celler og omskriver seg andre steder i genomet, som potensielt skaper livslangsforkortende kaos i de genetiske sminke av vev.
Ettersom cellene blir eldre, har tidligere studier vist, tett viklet heterochromatin innpakning som typisk hemmer transposoner blir løsere, slik at de kan gli ut av sine stillinger i kromosomer og flytte til nye, forstyrre normal cellefunksjon. I mellomtiden har forskere vist at potensielt relaterte tiltak, som for eksempel å begrense kalorier eller manipulere bestemte gener, kan påviselig lengre levetiden i laboratoriedyr.
"I denne rapporten er det store fremskrittet mot muligheten for et sant årsaksforhold, sier Stephen Helfand, professor i biologi ved Brown University og seniorforfatter av en ny studie i Proceedings of National Academy of Sciences. "Så langt har det vært foreninger og forslag som for oss alle gir mening, men forskjellen i vitenskap er at du trenger dataene for å sikkerhetskopiere din mening."
Se sammenhengen
De nye resultatene, ledet av fakultetet etterforsker Jason Wood, kommer fra flere eksperimenter som er grundig og direkte i å koble prikkene blant svekke heterochromatin, økt transposonmutagenese uttrykk, aldring og levetid.
I et sett med eksperimenter fanget teamet visuelt transponable elementer i hevdet om å hoppe rundt i fruktfluer som de alderen. De setter inn spesielle genetiske fragmenter i fete kroppsceller, tilsvarende menneskelige lever- og fettceller i fluer som ville lyse lysegrønn når bestemte transponerende elementer beveger seg rundt i genomet. Under mikroskopet kunne forskerne se et klart mønster av hvordan de glødende "fellene" opplyste mer og mer som flyrene alderen.
Økningen i transposonaktiviteten var ikke stabil da flyene ble eldre. "Fluer når en viss alder, og så tar det mer eksponentielt ut," sier Wood. Dataene viser at tidsrammen hvor transponerbar elementaktivitet virkelig begynner å øke, er tett korrelert med tiden da flyene begynner å dø.
Flere eksperimenter i papiret viser også at en nøkkelintervensjon som allerede er kjent for å øke levetiden, et kaloriediet, forsinker dramatisk starten på økt transposonaktivitet.
For å undersøke sammenhengen mellom transposonuttrykk og levetid, testet teamet effektene av manipulering av gener som er kjent for å forbedre heterochromatin-undertrykkelse som ikke bare finnes i fluer, men også hos pattedyr. For eksempel øker ekspresjonen av genet Su (var) 3-9, som hjelper til å danne heterochromatin, utvidet maksimal flygelengde fra 60 til 80 dager. Økende ekspression av et gen som heter Dicer-2, som bruker den lille RNA-banen for å undertrykke transposoner, økte også betydelig til levetiden.
Til slutt, viste de at et anti-HIV-medikament kalt 3TC, som hindrer aktivering av transposoner og deres bevegelse inn i nye posisjoner i genomet, kan gjenopprette en viss levetid for fluer som har en mutasjon som deaktiverer dicer-2.
Neste trinn
For alle de nye resultatene sier Helfand at det fortsatt ikke er riktig tid til å erklære at transposons er en årsak til aldrings helseeffekter. "De gjør en sterk historie," sier han. "Vi begynner å sette kjøttet på skjelettet."
Men nye eksperimenter er planlagt. For eksempel vil teamet med vilje oppmuntre til uttrykk for transponable elementer for å se om det undergraver helse og levetid. En annen tilnærming kan være å bruke den kraftige CRISPR-genredigeringsteknikken for å spesifikt deaktivere transponeringselementers evne til å mobilisere i genomet. Hvis den intervensjonen påvirket levetid, vil det også være å fortelle, sier Helfand.
Teamet fortsetter også med å utvikle narkotikaintervensjoner i håp om å øke effektiviteten og lære mer om sikkerheten.
Brown leder også et nytt stipend med New York University og University of Rochester for å videreføre studiet av transposons i aldring.
Mens transposoner ser ut til å være en viktig faktor i aldring, sier Helfand og Wood, er de sannsynligvis bare en del av et bredere sett med prosesser som undergraver helse over tid. "Det er mange potensielle mekanismer som påvirker aldringsprosessen, sier Wood. "Det skjer mange ting, men vi tror dette er en av dem."
National Institutes of Health og American Federation for Aging Research finansierte forskningen.
kilde: Brown University
Relaterte bøker
at InnerSelf Market og Amazon
